Комплексные средства обучения физике как основа когнитивных педагогических технологий

А. А. Машиньян, Н. В. Кочергина

Комплексные средства обучения физике как основа когнитивных педагогических технологий

Рассматривается ряд психолого-педагогических понятий: когнитивность , когнитивная педагогическая технология обучения , когнитивная деятельность , когнитивный барьер.

Введено понятие «Комплексное средство обучения» , которое не только создает информационно-образовательную среду обучения , но и управляет мыслительными действиями ученика. Назначение комплексного средства обучения сводится к созданию когнитивной информационно-образовательной среды, позволяющей ученику в сотрудничестве с педагогом преодолевать познавательные трудности и когнитивные барьеры.

Выделен основной этап проектирования комплексного средства обучения моделирование когнитивной информационно-образовательной среды, сформулированы основные положения создания комплексного средства обучения.

Обоснована область применения и назначение комплексных средств в обучении физике; определена базовая роль аудиовизуальных ,информационных и компьютерных технологий в создании комплексных средств обучения физике; выявлена специфика их применения; выявлены когнитивные императивы комплексных средств обучения физике.

Ключевые слова: аудиовизуальные, информационные и компьютерные технологии и их средства , безбарьерное освоение учебного материала , интегральная сложность , когнитивная сложность , информационно-образовательная среда , когнитивная последовательность преодоления трудностей ,когнитивная совокупность трудностей , когнитивный барьер , комплекс , комплексное средство обучения , концентрированное объединение средств обучения ,образовательная трудность , сложность когнитивного барьера, структура, традиционные, электронные и цифровые средства обучения

A. A. Mashin'ian, N. V. Kochergina

Integrated tools for learning physics as the basis of the cognitive pedagogical technology

Discusses a range of psycho-pedagogical concepts: cognitively , cognitive, educational technology training, cognitive activity cognitive barrier.

In the article introduced the concept of "Integrated learning tool". The purpose of a comprehensive learning tool is to create a cognitive information-educational environment that allows the student,in collaboration with the teacher to overcome cognitive difficulties and cognitive b arriers.

Highlighted the main stage for the design of integrated learning tools — modeling cognitive information-educational environment, b asic provisions create a comprehensive learning tools.

Substantiated field of application and appointment of integrative tools in teaching physics; defines the b asic role of the audiovisual information and computer technologies in the creation of integrative tools of teaching physics; identified the specificity of application & cognitive imperatives of integrative tools of teaching physics.

Keywords: audiovisual, information and computer technologies and their funds, disability development of educational material, integral complexity, cognitive complexity, information-educational environment, cognitive set of difficulties cognitive b arrier , complex, comprehensive learning too1,the concentrated consolidation of education,the difficulty ,the complexity of cognitive barrier,structure,traditional,electronic,and digital learning tools

Введение

ГТТТ^УРное развитие высокотехнологичного производства и всплески научно-технического прогресса ведут к появлению новых технических устройств, вызывающих большой интерес у молодежи и предлагающих обществу ранее невообразимые возможности в организации и реализации всех сфер деятельности. Большие возможности они предлагают, в том числе, педагогам и учащимся в реализации образовательного процесса. Такими устройствами, например, стали доступные всем персональные компьютеры, планшеты, смартфоны, информационные сети, бытовая видео и звуковая техника. В самом широком смысле эти устройства предназначены для облегчения труда, организации и управления различными процессами в деятельности человека; для сбора, обработки, хранения и передачи информации; для представления и доведения информации до органов восприятия человека.

По характеру использования человеком современные электронные и цифровые средства целесообразно подразделять на три основные группы:

— средства доведения информации до органов восприятия человека через слуховой и зрительный канал — аудиовизуальные;

— средства сбора, обработки и передачи информации, обеспечения коммуникации (связи) двух и более человек — информационные;

— средства автоматизации и облегчения офисной и образовательной деятельности человека — компьютерные.

Выделенные группы средств обеспечивают реализацию современных аудиовизуальных, информационных и компьютерных технологий (АВИКТ) во всех сферах деятельности человека — производственной, бытовой, досуговой и др. Эти средства кратко будем обозначать САВИКТ.

Представляются совершенно естественными желания участников образовательного процесса не отставать от НТП. Школьники, ввиду своей природной любознательности, стремятся учиться с применением самой современной техники и широко использовать возможности новых устройств, включая портативные "гадже-ты" (от англ. gadget, приспособление, прибор). Учителя, со своей стороны, осознают, что новая техника сулит, фактически, неограниченные по нынешним временам психологические, методические и дидактические возможности. В то же время, педагоги понимают, что использование САВИКТ в процессе преподавания той или иной дисциплины — вопрос не простой. Кроме того, оснащение образовательных учреждений современной техникой в массовых масштабах — дело дорогостоящее даже для такого государства как Россия. Поэтому на такие затраты можно пойти только при абсолютной уверенности в максимальной отдаче от их применения.

^^ДЛятого, ЧтОбы совр!ШНкые^Сред1тва'|'йри-носили реальную образовательную пользу, учителю недостаточно иметь основы технической' грамотности в отношении этих средств. Он, как минимум, должен владеть еще и знаниями меЯ тодического характера о том, с какой целью, где, и каким образом их можно применять, а также соответствующими практическими умениями и психологической готовностью к применению. Практика показывает, что для освоения таких знаний и умений и для овладения необходимой готовностью учителю нужна соответствующая методическая подготовка. А первое, с чего необходимо начинать подготовку учителя к использованию средств новых технологий в образовательном процессе, — с усвоения соответствующих школьному возрасту правил техники безопасности работы учеников с конкретными видами технических устройств. Такие нормы и правила прописаны в СанПиН 2.4.2.2821-10 [1]. Сюда относятся требования к уровню безопасности приборов, а также к интенсивности и продолжительности работы с ними.

И все же проблематика данной работы не сводится к вопросу, применять или не применять средства аудиовизуальных, информационных и компьютерных технологий в обучении, и если применять, то как? Применение этих средств объективно необходимо, так что эти вопросы уже не являются проблемными. С одной стороны, новые средства всегда создают новые возможности, и средства АВИКТ открывают новые большие возможности перед системой образования. Например, появились новые ранее недоступные способы фиксации, визуализации и изучения фактов. Следовательно, можно надеяться, что наиболее сложные программные вопросы школьного курса физики станут более доступными. С другой стороны, опыт полутора десятилетий показал, что простая замена ими традиционных средств обучения не приносит ожидаемых результатов, скорее наоборот снижает эффективность.

Чтобы повысить эффективность применения, нужно обеспечить большую эмерджентность свойств средств обучения. Для этого необходимо найти конструктивный способ объединения традиционных и новых средств, их синергии в комплексных средствах обучения. Другая не менее важная задача — найти эффективные технологические механизмы применения новых конгломератов из традиционных и современных средств обучения.

Проблема данной работы состоит в ответе на главный вопрос: Какую роль могут играть комплексные средства обучения в управлении процессом усвоения сложных понятий и явлений физики? Суть ответа на этот вопрос состоит в поиске ответов на более частные вопросы:

— Какие задачи в образовательной практике могут решаться с применением комплексных

йредсШв^оВучШшЩ^

— Какие свойства комплексных средств обу-Шия могут способствовать когнитивному развитию теории и практики обучения физике;

— Как традиционные средства обучения и современные средства аудиовизуальных информационных и компьютерных технологий должны объединяться в комплексные средства обучения физике;

— Какие технологические механизмы могут обеспечить эффективное применение комплексных средств обучения для освоения школьниками сложных понятий и явлений физики;

— Какие императивы могут быть реализова -ны в образовательной практике на современном уровне развития когнитивной психологии и педагогики?

Основные понятия

Из названия работы видно, что комплексные средства обучения должны быть связаны с когнитивными педагогическими технологиями обучения. Чтобы вскрыть эту связь и предметно разобраться в сути вопроса введем ряд базовых определений. Начнем с определения понятия "когнитивность", поскольку прилагательные "когнитивный", "когнитивная" и др. являются производными от него. Термин "когнитивность" берет свое начало с 22 августа 1966 г|да, когда была опубликована книга Джерома Брунера «Изучение когнитивного развития» [2]. В написании этой книги в Центре когнитивных исследований при гарвардском университете, как сообщается, участвовали 11 соавторов.

Когнитивность — психологическая категория, по мнению ряда психологов, синонимичная познанию [3]. Это во многом объясняется, с одной стороны, невозможностью двоякого смыслового перевода одного и того же иностранного термина ucognitionn, а с другой — направленностью исследований, например, на изучение функций мозга, а не дидактических процессов. Термин "когнитивность" происходит от латинского ucognitio" — познание, изучение, осознание и относится к понятийно-терминологическому аппарату когнитивной психологии.

Когнитивная психология, являясь частью (подразделом) науки психологии, изучает «когнитивные, то есть познавательные процессы человеческой психики. Исследования в этой области обычно связаны с вопросами памяти, внимания, чувств, представления информации, логического мышления, воображения, способности к принятию решений. Многие положения когнитивной психологии лежат в основе современной психо-Щшгвистики. Выводы когнитивной психологии широко используются в других разделах психоло-Щии, в частности, социальной психологии, психо-щогии личности, психологии образования» [4].

Многие отечественные ученые, работающие в области практической психологии, нацеленные на обучение и педагогику, считают это по-

,ййтие';'более ^уИнм^^^ЖИ'й познаний? «шШаЩ тивность (лат. cognitio, "познание, изучеШе, осознание") — термин, используемый в несколЩк ких, довольно сильно друг от друга отличающихся контекстах, обозначающий способность к умственному восприятию и переработке внешней информации. В психологии это понятие ссылает -ся на психические процессы личности и, особенно, на изучение и понимание так называемых "психических состояний" (т.е. убеждений, желаний и намерений) в терминах обработки информа -ции. Особенно часто этот термин употребляется в контексте изучения так называемого "контекстного знания" (т.е. абстрактизации и конкретизации), а также в тех областях, где рассматриваются такие понятия, как знание, умение или обучение» [5].

Мы будем придерживаться второй точки зрения, поскольку максимально нацелены на исследование и раскрытие гносеологических проблем физики. Однако такая позиция заведомо будет иметь недостатки, связанные с невозможностью однозначного смыслового перевода научных результатов с русского языка на иностранные языки (например, английский) для полноценного обмена мнениями.

В отечественной педагогике все исследования в той или иной мере нацелены на улучшение познавательных, воспитательных и развивающих аспектов триединого образовательного процесса. Наличие прилагательного "когнитивный" не означает выделение только познавательной составляющей из этого процесса. Наоборот, оно означает больший акцент исследования на взаимосвязи познавательных и развивающих функций, на повышении эффективности познавательных возможностей через призму нейрофизиологии и развития основных психических функций школьников в образовательном процессе.

Одним из направлений педагогики, активно развиваемых в последние десятилетия, является технологизация образовательного процесса. Все технологии обучения в определенной степени имеют познавательный характер. Но в последнее время в публикациях стал появляться термин «когнитивная педагогическая технология». Пока вразумительное отличие таких технологий от традиционных никем не показано. Мы представим свое видение этой проблемы.

Когнитивной педагогической техноло -гией обучения будем считать педагогическую технологию, основной задачей которой являет -ся организация и реализация в образовательном процессе воспроизводимой и гарантирующей результат когнитивной деятельности школьни -ков, сопряженной с преодолением естественного когнитивного барьера темы или вопроса учебной программы. Таким образом, когнитивной является технология обучения, нацеленная на преодоление школьниками реального когнитивного

барьера через организацию в образовательном процессе когнитивной деятельности учащихся.

«Когнитивная деятельность (cognitive WcWvity — "ухватывание" и установление смыс -Ща) ... — деятельность, в результате которой че -Мрвек приходит к определенному решению и/или знанию, т.е. мыслительная деятельность, приводящая к пониманию (интерпретации) чего-либо. Результаты когнитивной деятельности могут связываться с образованием системы смыслов (концептов), относящихся к информации относительно актуального или возможного положения вещей в мире — т.е. к тому, что индивид знает, предполагает, думает и/или воображает об объектах действительного и возможных миров и что входит в концептуальную систему человека» [6]. Таким образом, для когнитивной деятельности школьников архиважным является понимание методологии предметного материала. Из приведенного определения видно, что познавательная деятельность и когнитивная деятельность не являются синонимами.

Когнитивный барьер — понятие недостаточно определенное в научной литературе. Психологи понятие когнитивного барьера чаще всего соотносят с трудностями, возникающими в процессе общения индивидов. «Когнитивный барьер понимается как механизм, при котором особенности знаний, пониманий и представлений о качествах каждого участника общения затрудняют или блокируют нормальное общение» [7, с. 2]. Понятие когнитивного барьера психологи часто используют в статьях и для обозначения трудностей общенаучного характера, обусловленных ограниченностью современного научного знания, преодоление которых никем невозможно в настоящий момент.

В синергетике также нет четкого определения понятия "когнитивный барьер'". Авторы, разрабатывающие с синергетических позиций вопросы составления компьютерных программ интерфейса, используют это понятие в частном порядке для обозначения сложности, с которой сталкивается пользователь, например, при заполнении на сайте программно обусловленной формы. При этом даются не вполне адекватные толкования, как то: «Когнитивный барьер это то, что позволяет пользователю выполнять действия, необходимые для завершения своей цели» [8]. Сама сложность определяется через количество шагов, воспринимаемой длины шагов и воспринимаемой трудности каждого шага. Если пользователь посчитает сложность непреодолимой хотя бы по одному из параметров, он откажется от заполнения всей формы и барьер останется непреодоленным.

В педагогике это понятие появилось недав-що, и четкого определения ему пока нет. Чтобы предметно разрабатывать вопросы когнитивного обучения мы должны определить понятие

^шшшжйвный^шрьер" применительно ¡щрвиея

педагогической проблематике. Прежде всего, когнитивный барьер не является синонимом познавательного барьера, т.к. к последнему правомерно относить все сложные познавательные препятствия, поскольку психолого-познавательный барьер трактуется как "трудности на пути мысли обучаемого в его попытках освоить и использовать научные знания" [9, с. 10]. Понятие "познавательный барьер" давно существует в отечественной педагогике, им обозначаются любые мыслительные, психолого-познавательные трудности, преодоление которых затруднено без посторонней помощи. Однако на практике чаще всего познавательный барьер соотносится с возрастными и индивидуальными трудностями школьников.

Понятие "когнитивный барьер" в том видеШ как мы его употребляем, уже понятия "познавательный барьер". Возникновение когнитивного барьера не связано с возрастными и индивидуальными особенностями школьников, но связано с психолого-познавательными интеллектуальными проблемами (предметного осмысления, методологической систематизации, реализации индивидуальных и социальных императивов), естественно происходящими из сложности научного содержания предметного материала. В таком понимании когнитивный барьер — интегральное препятствие в реализации когнитивной деятельности человека/школьника, в виде совокупности трудностей, предстающей в ощущении сложности интегрального препятствия. Поскольку «сложность выступает как императивная мера препятствия» [10, с. 59], каждую частную трудность интегрального препятствия (когнитивного барьера) будем считать императивной единицей сложности. С практической точки зрения когнитивным барьером темы можно считать естественную совокупность трудностей, которую при традиционном характере обучения не преодолевают более 40% школьников.

Когнитивные барьеры могут быть объективными и субъективными. Объективные барьеры являются сложными для всего человечества, а субъективные — только для конкретного человека или группы лиц. Субъективные когнитивные барьеры могут быть естественными и искусственными. Рассмотрение примеров искусственных когнитивных барьеров можно провести на материале физики 9 класса, наиболее пострадавшего из всего школьного курса физики в период "нашествия Сороса" на Российское образование.

В качестве первого примера отметим, что во время этого нашествия, была искорежена струйИ тура учебного материала физики в 9-ом и, как следствие, — в 10-ом классах. Урон эффективности обучения оказался высоким, потому что

основательное неразрывное изучение фундаментальной физической теории "Классическая механика" имеет основополагающее значение, с одной стороны, для эффективного изучения последующего теоретического материала физики, с другой стороны — для развития теоретического мышления школьника. После пропедев-рического курса 7-8 классов, приступая в 9-ом к освоению фундаментальной физической теории "Классическая механика", школьники с 1992 года сталкиваются с "лоскутным", отрывистым содержанием предметного материала, поверхностным подходом к его изложению и существенным недостатком времени, отводимого на формирование представлений о механической картине мира. Все эти факторы в совокупности не позволяют ученикам осмыслить и систематизировать фундаментальные механические факты и проникнуться методологией физической науки.

Вторым можно привести пример непродуманного и необоснованного включения теоретических вопросов нестационарной электродинамики и квантовой физики в содержание курса физики того же 9 класса. Например, для понимания сути электромагнитной индукции, электромагнитных колебаний и волн помимо достаточно развитого уровня теоретического мышления у школьников предварительно должно быть развито общее представление о физическом поле, о видах физических полей, об основных свойствах физического поля, его силовых и энергетических характеристиках и их взаимосвязи. Первичное освоение понятия физическое поле должно проводиться в процессе досконального изучения гравитационного поля — наиболее наглядного для ребенка из всех физических полей.

Изучение фундаментальной теории "Классическая электродинамика", как показано в работах В. Гейзенберга [11], В.В. Мултановского [12; 13], Н.С. Пурышевой [14] и др., возможно только после освоения фундаментальной теории "Классическая механика". Именно этот постулат нарушен в современной структуре школьной физики. Еще более тяжелая ситуация складывается с формированием квантово-полевых представлений, так как для этого необходимо знание не только теории Классической механики, но и теории Классической электродинамики. Очевидно, что за 20 учебных часов, отводимых на изучение вопросов нестационарной электродинамики в 9 классе, такие теоретические знания сформировать невозможно.

В качестве примера естественного когнитивного барьера в материале того же 9 класса можно привести трудности, возникающие при изучении школьниками свойств и характеристик ¡гравитационного поля. Формирование понятия »гравитационное поле" как основы обобщенного |.ДНн&тия «¿фиййческое поле" — особого

вида материи — сопряжено с : нриЯцйии1дан:ой перестройкой мышления ребенка. От оперирования привычными с рождения вещественными представлениями школьник должен прийти к оперированию абстрактными теоретическими полевыми представлениями. Несмотря на материальность поля, увидеть его воочию непосредственно нельзя, что создает дополнительную трудность для изучения. Совокупность трудностей освоения понятия "гравитационное поле", уяснения физических особенностей и характеристик этого поля, которая и составляет естественную сложность когнитивного барьера, дополняется еще трудностью последующего обобщения и классификации этих знаний, необходимых для пропедевтики изучения электромагнитного и других полей.

Когнитивные барьеры в нашем представлении связаны только с интеллектуальными трудностями познания, в предположении, что возрастные и индивидуальные особенности школьника обусловливают соответствие его психофизиологических возможностей уровню сложности теоретического представления и научного содержания учебного материала. Возраст школьника, безусловно, имеет значение для преодоления каждым конкретным учеником когнитивных барьеров в образовании, но лишь в той мере, что когнитивный барьер — категория субъективная. Физиологически незрелые дети (младше сензи-тивного возраста) при любых условиях не смогут его преодолеть — он будет для них запредельно великим, значит для таких детей это уже не когнитивный барьер, а тупик или стена. А боле§ взрослые школьники (ученики старших классов) данный предметный материал могут освоить легко, то есть он не будет для этих детей императивно сложным и не будет им интересным, а значит, не будет и когнитивным барьером. Соответствие или несоответствие предметного материала возрастным особенностям школьников выходит за рамки когнитивных барьеров, относится к познавательным барьерам и не является предметом нашего рассмотрения. В данном исследовании нас интересуют возможности комплексных средств обучения для преодоления не возрастных познавательных (т.е. когнитивных) барьеров. Обратимся к историческим предпосылкам создания и использования первых комплексов средств обучения.

История первых описаний комплексного применения средств обучения восходит к началу 70-х годов ХХ века. В НИИ Школьного оборудования и технических средств обучения Академии педагогических наук СССР был разработан системно-комплексный подход к созданию и применению средств обучения, в рамках которого было дано определение комплекса средств обучения. Системно-комплексный подход создания и применения средств обучения стал своего рода прорывом советской системы

образования. Одним изчеро ^яедствий'втйло^е^

риодическое обновление перечней школьного оборудования и дидактических средств.

Комплекс средств обучения это «...опти -Щтальное множество взаимосвязанных между собой средств обучения (компонентов), необходимых для Щзучения данного вопроса программы; подбираемое в соответствии с особенностями познавательной деятельности учащихся, оптимальной методикой преподавания и количеством времени, отводимого на изучение вопроса; обладающее целостностью и определенной структурой, т.к. компоненты функционально связаны между собой содержанием и методикой преподавания вопросов, не повторя -ют друг друга, усиливают педагогические возможности каждого» [15, с. 193-194].

Это определение в 1973 году сформулировал коллектив НИИ ШОТСО под руководством директора - действительного члена АПН СССР профессора С.Г. Шаповаленко. О составах и педагогических возможностях самых разных комплексов средств обучения физике написано много статей и брошюр. Это было особенно актуально в условиях единых государственных программ и учебников. С переходом в начале 90-х годов ХХ века к плюрализму образовательных программ и вариативности учебников, сами дидактические и технические средства, а также их комплексы и системы перестали быть универсальными и высокоэффективными.

В настоящее время в российские школы частные компании поставляют иностранные средства обучения (СО), а также разрабатывают и производят собственные — аналогичные известным образцам и новые СО. В этих условиях воспроизведение описанных ранее комплексов почти всегда затруднительно. В результате, применение средств обучения не достигает максимального педагогического эффекта. С переходом к многообразию средств обучения связан первый аспект затруднений их комплексного использования. Другой аспект затруднений связан с появлением высокотехнологичных электронных устройств — МР3-плееров, DVD-плееров, компьютеров, электронных учебников, мультимедийных проекторов, интерактивных досок и др.

В научно-методической литературе не описаны комплексы, включающие новые средства обучения. По сути, об этом должны заботиться разработчики и поставщики средств обучения, авторы учебно-методических комплектов. Однако в реальности мы видим, что комплексное применение СО не практикуется. Большинство учителей еще не готовы самостоятельно создавать комплексы с включением в них новых средств обучения, поскольку для этого необ-¡родимы специальные исследования. Средства обучения в школах часто заменяются их изображениями в сюжетах видеодемонстраций и компьютерных анимаций.

В начале XXI ^ека "у^яда учитеШщ'методЩ! стов и управленцев сложилось ощущение безграничности компьютерных возможностей в образовательной практике. Многие учителя и школы начали практиковать замену натурных опытов анимационными или видео изображениями, а также виртуальными опытами. Причем замене подвергались не только демонстрационные опыты, но и лабораторные эксперименты. Справедливости ради необходимо отметить, что многие виртуальные лабораторные работы разработаны на высоком уровне. Однако, следу|г четко указать на недопустимость замещения натурных опытов виртуальными, если на то нет объективной необходимости. Объективная необходимость может быть выражена только небезопасностью выполнения натурного опыта или технической невозможностью его проведения, наблюдения или управления им. Оснований методического характера для отказа от натурных опытов быть не может.

В то же время следует отметить возможность эффективного внедрения современных электронных технических устройств в установки для проведения натурных демонстрационных и лабораторных экспериментов и в процесс обучения в целом. Такое внедрение возможно только на основе совместного комплексного применения традиционных средств обучения со средствами современных аудиовизуальных, информационных и компьютерных технологий (САВИКТ). Это внедрение не должно подменять натурные опыты и вымещать традиционные средства виртуальными, но должно повышать эффективность натурных опытов и экспериментов за счет сокращения времени на их проведение и на усвоение физической сути, благодаря усилению информативности и наглядности.

Объединение традиционных с электронными и цифровыми средствами обучения меняет облик привычного комплекса средств обучения, его состав и характер применения. Грамотно составленный комплекс приобретает ярко выраженные черты единства и нераздельности. Нераздельность выражается в физической невозможности воспроизведения целостного и емкого процесса обучения в случае разделения комплекса. Однако, практика показывает, что подобные комбинированные комплексы, объединяющие традиционные, электронные и цифровые средства обучения, получаются громоздкими и требуют много времени для использования.

В то же время существуют образовательные задачи, требующие оперативного решения — в процессе одного образовательного акта (урсй! ка, занятия и т.п.). Чтобы "облегчить" комбинированный комплекс и расширить предел его возможностей, мы применили к нетрадиционным средствам, входящим в состав комплекса, метод «концентрированного объединения». Он

заключается в «сжатом» объединении в единый ^цифровой пакет" — программу, позволяющую, не переключаясь между источниками информации, поочередно или частично одновременно задействовать все средства комбинированного комплекса. Получилась не только экономия времени, но и выявились новые возможности в плане разрешения нестандартных педагогических задач, решение которых было весьма затруднительным до применения метода «концентрированного объединения».

Использование комплекса, подвергшегося обработке методом «концентрированного объединения», существенно отличается от использования простого комбинированного комплекса средств обучения. Применение последнего не отличается от применения обычного традиционного комплекса. В то же время комплекс, подвергшийся обработке методом «концентрированного объединения», в использовании практически не отличался от обычного средства обучения. Поэтому в отношении концентрированного объединения традиционных и новых средств обучения правильнее говорить уже не как о комплексе отдельных средств, хотя бы и комбинированном, а как о новом едином концентрированном средстве обучения. Мы решили его назвать комплексным средством обучения.

Комплексное средство обучения (КСО) — концентрированное объединение на базе современной аудиовизуальной, информа -ционной и компьютерной техники лю -бых возможных средств обучения, соответствующее всем требованиям учебного комплекса, как в отношении методических, так и в отношении эргономических характеристик, основной задачей которо -го является достижение наибольшего педагогического эффекта.

Определение эргономики, принятое в 2010 году Международной Ассоциацией Эргономики: «Научная дисциплина, изучающая взаимодействие человека и других элементов системы, а также сфера деятельности по применению теории, принципов, данных и методов этой науки для обеспечения благополучия человека и оптимизации общей производительности системы [16].

Чтобы понять специфические возможности комплексных средств обучения физике, зная возможности традиционного оборудования кабинета физики, необходимо выяснить возможности современных аудиовизуальных, информа-цЙонных и компьютерных технологий. Основная задача создания такого конгломерата состоит в гармоничном объединении возможностей традиционных средств обучения с возможностями Современных технологий (АВИКТ), усиливающем педагогический эффект.

В последнее время в разных публикациях появились толкования комплексного средства об-

учения (со ссылками на наши публикации) как способа комплексного использования мультимедийных информационных средств. Между этими понятиями нельзя ставить знак равенства. Для обозначения комплексного использования информационных средств достаточно определения понятия комплекса средств обучения. Это понятие относится не только к традиционным средствам, хотя и было разработано для них, оно относится ко всем видам средств обучения. Включение в комплекс цифровых и электронных средств обучения не отличается от включения традиционных.

Для осуществления основной задачи комплекса вид средства обучения не имеет значения, поскольку речь ведется о педагогическом эффекте. Цель любого комплекса — получение нового педагогического качества, которое не может быть получено от применения каждого отдельного средства. Очевидно, что задачи самих средств в комплексе будут разниться. В то же время создание отдельных комплексов для традиционных, а отдельных — для электронных и цифровых средств обучения нецелесообразно. В этом случае педагогический эффект будет снижен, хотя бы из-за того, что неизбежно возникнут дублирования, повторы и какие-то несоответствия.

Комплексное средство обучения, это продукт не только объединения различных средств в единый комплекс для получения нового качества, но и концентрации (концентрированного объединения и выражения) этих средств для представления в новом виде — единого концентрированного средства обучения. Оно, с одной стороны, создает информационно-образовательную среду обучения, с другой стороны, управляет мыслительными действиями ученика. Поэтому отчасти оно выступает в качестве программатора обучения. Таким образом, в сравнении с комплексом средств обучения, комплексное средство обучения имеет более сложную суть, с одной стороны, определяющую характер взаимодействия цифровых и электронных средств (САВИКТ) с традиционными средствами, с другой стороны, ориентированную на программирование взаимодействия субъектов для решения наиболее сложных образовательных задач. Рассмотрим эти задачи.

Назначение комплексных средств обучения

Создание и применение традиционных, электронных или цифровых средств обучения, как правило, обосновывается, необходимостью усиления наглядности изучаемого материала, необходимостью отработки способов практического применения полученных знаний, либо необходимостью преодоления методических трудностей преподавания темы. Комплексы таких средств позволяют усилить педагогический эффект от их прЦЩЦя — сйШайьп^им|н£ние

оптимальным, то есть исключающим повторения, различные дублирования и неоправданные траты времени.

Создание и применение в образовательном процессе комплексного средства обучения обусловлено необходимостью преодоления школьниками конкретного когнитивного барьера ремы. В этом случае, как правило, обычные средства обучения, в том числе, электронные и цифровые и даже комплексы средств обучения оказываются недостаточно эффективными. Причин недостаточной эффективности может быть много, но самая главная чаще всего — их изначальная не нацеленность на преодоление когнитивного барьера при создании комплекса и выборе/разработке средств обучения.

Для преодоления когнитивного барьера недостаточно сделать материал более наглядным или более информативным, собрать и представить установку, позволяющую воспроизвести физическое явление или процесс для его изучения в условиях школьного класса-лаборатории, недостаточно провести сам опыт и даже выполнить физический эксперимент. Когнитивный барьер может быть преодолен только внутри особой (когнитивной) материально обусловленной информационно-образовательной среды представляющей эффективные условия для организации когнитивного образовательного процесса. Информационно-образовательная среда должна обеспечивать необходимые психологические условия для преодоления когнитивного барьера.

Организация когнитивного образовательного процесса осуществляется, с одной стороны, посредством когнитивного построения содержания (когнитивной структуры), а с другой — с помощью подбора и последовательной реализации соответствующих технологических процедур и инструментов его представления (когнитивных механизмов). Когнитивная структура содержания образовательного процесса задается структурой самого комплексного средства обучения. Эту структуру в последующем — в процессе разработки технологии обучения или практического применения комплексного средства — изменить практически невозможно, как невозможно изменить структуру объективно данного нам когнитивного образовательного процесса.

Объективность структуры когнитивного образовательного процесса обусловлена наличием объективной последовательности трудностей, в совокупности составляющих интегральную сложность — когнитивный барьер. Только последовательное интеллектуальное преодоление всех трудностей позволяет преодолеть интегральную Цложность [10, с. 55-56] когнитивного барьера. Это хорошо известное всем педагогам движение «от незнания - к знанию, от неумения - к умению». Для преодоления когнитивного барьера структура создаваемого комплексного средства обучения выстраивается в полном соответствии

со структурой когнитивного образовательного процесса (в соответствии с принципом когнитивного построения содержания [10, с. 28]). Только такая структура комплексного средства обучения позволяет с его помощью последовательно преодолевать трудности, составляющие когнитивный барьер.

Таким образом, назначение комплексно -го средства обучения сводится к созданию когнитивной информационно-образовательной среды, позволяющей ученику в сотрудничестве с педагогом последовательно преодолевать познавательные трудности темы, а, следовательно, и к обозначению структуры когнитивного образовательного процесса, необходимого для преодоления всего когнитивного барьера. Очевидно, что информационно-образовательная среда, создаваемая комплексным средством обучения, может обеспечивать наилучшие условия для реализации когнитивного образовательного процесса, если сама будет своеобразным воплощением его структуры. Это значит, что когнитивная информационно-образовательная среда должна программировать действия школьника в последовательном преодолении всех трудностей, составляющих познавательную сложность — когнитивный барьер.

Проектирование и разработка комплексных средств обучения: системно-технологические аспекты

Проектирование и разработка — понятия близкие. Однако, нужно их разделять. Проектирование относится только к теоретическим обоснованиям. Разработка предполагает практическое наполнение теоретических положений. Проектирование комплексного средства обучения (КСО) предполагает осмысление и составление основных теоретических положений, проекта, технического задания. Разработка КСО — воплощение проекта в реальные очертания, как минимум, в виде его практического описания.

Проектирование комплексного средства обучения должно начинаться с выяснения познавательной сложности — совокупной последовательности частных трудностей, не позволяющих эффективно осуществлять процесс усвоения учебного материала. Каждая отдельная трудность, в принципе, может быть преодолена применением специального средства обучения или нестандартной методической находкой. В то ж время, с одной стороны, объем урока не позволяет вместить чрезмерно большое количество находок и средств обучения, с другой стороны, практика показывает, что разрозненное применение большого количества средств обучения малоэффективно. Этот факт в свое время и натолкнул сотрудников НИИ ШОТСО на осмысление необходимости комплексного использования средств обучения.

Однако, решая проблему преодоления когнитивного барьера, недостаточно, как выше

бЫЛо оТМЙчеиов^ОЗдать ИИрвррр! иРгтрадици-оНных, электронных и цифровых средств обучения. Необходимо смоделировать познавательную деятельность ученика, направленную на последовательное преодоление всех трудностей, и запрограммировать эту последовательность в методической оболочке — когнитивной информационно-образовательной среде. Моделирование когнитивной информационно-образовательной среды является основным творческим этапом проектирования комплексного средства обучения.

Современная высокая плотность информационных потоков диктует новые условия и новые требования к образовательному процессу, а, следовательно, и к средствам обучения. В частности, плотность потока образовательной информации должна соответствовать современным реалиям, а средства обучения должны поддерживать ее и обеспечивать ее трансляцию. Этого можно добиться только усилением традиционных средств обучения современными аудиовизуальными, информационными (сетевыми и телекоммуникационными) и компьютерными средствами и технологиями. Современные средства и технологии позволяют представить реальный комплекс средств обучения в качестве концентрированного конгломерата без ущерба для натурного представления опыта.

В то же время полный отказ от традиционных средств обучения в пользу виртуальных опытов недопустим, поскольку в перспективе он неизбежно приведет к полному отрыву образовательной информации от реальности. Образование превратится в виртуальный процесс, не имеющий ничего общего с реальной жизнью школьника. В настоящее время в виде результатов рейтингов PISA и TIMSS мы уже пожинаем, в том числе, и плоды чрезмерного увлечения учителей школ виртуальными демонстрациями и опытами.

С учетом вышеизложенного основные положения создания комплексного средства обучения можно сформулировать в следующем виде:

1. Современные электронные и цифровые средства и технологии должны быть полезным дополнением к традиционным средствам обучения — приборам и оборудованию для воспроизведения натурных опытов.

2. Вся совокупность традиционных, электронных и цифровых средств обучения, необходимых для преодоления когнитивного барьера, дЦлжна удовлетворять всем требованиям комплекса средств обучения. С этой целью необходимо выполнить соответствующую работу по созданию комплекса средств обучения из отобранной совокупности.

3. Для снятия когнитивного барьера преодоление всех трудностей интегральной сложности должно осуществляться в рамках одного образовательного акта (например, урока). В связи с этим необходимо существенное увеличение

плотности потока образовательной информации, которое не может обеспечить комплекс средств обучения.

4. Увеличение плотности потока образовательной информации должно достигаться не только и не столько применением цифровых и электронных средств обучения, сколько концентрированным объединением всех отобранных/созданных средств когнитивного комплекса в единый компактный конгломерат — новое по типу и по сути комплексное средство обучения.

5. Целью создания комплексного средства обучения является моделирование когнитивной информационно-образовательной среды. Такая среда должна программировать в когнитивной (естественной) последовательности познавательную деятельность школьников по преодолению выявленных трудностей, составляющих когнитивный барьер темы. Когнитивная последовательность преодоления труд -ностей ведет к безбарьерному освоению учебного материала.

6. Комплексное средство обучения посредством информационно-образова-тельной среды, по сути, программирует деятельность школьника, направленную на преодоление когнитивного барьера. Для реализации когнитивной последовательности преодоления трудностей структура комплексного средства обучения должна соответствовать структуре когнитивной сложности (когнитивного барьера). При работе с таким комплексным средством обучения механизмы преодоления тематических трудностей ученику предъявляются в когнитивной последовательности.

Таким образом, для разработки комплексного средства обучения необходимо:

- выяснить структуру и содержание сложности когнитивного барьера;

- смоделировать информационно-образовательную среду, нацеленную на программирование познавательной деятельности школьника для преодоления когнитивного барьера;

- выбрать/разработать средство обучения и/или методический прием для каждой образовательной трудности, составляющей сложность когнитивного барьера;

- на основе комплексного подхода объединить все средства и приемы, нацеленные на преодоление когнитивного барьера темы, в единый когнитивный комплекс средств обучения;

- создать концентрированное объединение средств и приемов обучения, вошедших в когнитивный комплекс, соответствующее структуре и содержанию когнитивной сложности;

провести проверку эффективности комплексного средства обучения.

Специфика применения комплексных средств обучения

Специфика применения комплексных средств обучения вытекает из их назначения, структуры и содержания.

Назя1ч^Зие^1ай^лвксныРередст1те1учения — Мше информационно-образовательной среды для преодоления школьниками когнитивного ¡барьера темы. Такая среда должна обеспечить эффект программирования действий школьников по преодолению трудностей, составляющих ¡интегральную сложность — когнитивный барьер. Для обеспечения программирования действий школьников по преодолению когнитивной совокупности трудностей комплексное средство обучения должно использоваться в контексте когнитивной педагогической технологии обучения.

По сути, когнитивная педагогическая технология является инструментальным дидактическим механизмом раскрытия потенциальных образовательных возможностей, заложенных в комплексное средство обучения. Содержанием когнитивной педагогической технологии является взаимодействие школьника с педагогом и с комплексным средством обучения, а также взаимодействие педагога со школьником и с комплексным средством обучения.

Структура комплексного средства обучения, как было показано выше, обусловлена когнитивной последовательностью преодоления трудностей, ведущей к безбарьерному освоению школьниками учебного материала. Соответственно, применение комплексного средства обучения должно четко структурироваться этапами последовательного преодоления трудностей, составляющих когнитивную сложность.

С технологической точки зрения такая структура позволит диагностировать степень достижения целей каждого технологического этапа, характеризующую преодоление соответствующей трудности каждым учеником. Недостаточный уровень вынудит школьника возвратиться к неосвоенному материалу технологического этапа. А благополучное завершение последнего этапа когнитивной технологии будет означать безбарьерное преодоление сложного материала.

Содержание комплексного средства обучения составляет концентрированное объединение вокруг натурного опыта средств обучения, отобранных в когнитивный комплекс. Концентрированное выражение достигается применением механизмов аудиовизуальных, информационных и компьютерных технологий преобразования, обработки и представления информации. Соответственно, для работы с комплексными средствами обучения школьник и учитель должны не только иметь в наличии средства современных аудиовизуальных, информационных и компьютерных технологий, но и уметь ими продуктивно шользоваться.

К таким средствам нужно отнести:

• персональные компьютеры учеников (ноутбуки или планшеты) и персональный компьютер учителя, соединенные локальной сетьюИиВ

• ^РжтЩедайные средства, включая интеИ

рактивную доску и экран;

• видеокомплект: DVD-плеер и телевизор;

• портативную цифровую видеокамеру;

• мощную игровую видеокарту с аналоговым входом и цифровым выходом в персональном компьютере учителя с процессором «Pentium-4»;

• планшет учителя, соединенный Wi-Fi сетью с персональным компьютером;

• офисное программное обеспечение, соответствующее, как минимум, возможностям «M0ffice-2007» и «Nero-9».

Когнитивно-технологические императивы комплексных средств обучения

Комплексные средства обучения в изложенном выше представлении являются императивными механизмами, управляющими когнитивными действиями школьников по преодолению когнитивных барьеров. Вся когнитивная педагогическая технология обучения, нацеленная на реализацию когнитивной деятельности школьников, сопряженной с преодолением когнитивного барьера, выполняет функции гносеологических императивных механизмов предметной темы.

Императивные функции комплексного средства обучения реализуются через строгую последовательность механизмов преодоления трудностей — составных частей когнитивного барьера. Императивные функции когнитивной педагогической технологии обучения обеспечиваются за счет входящих в ее состав моделей когнитивной деятельности школьников под управлением учителя. Такими моделями могут являться моделЯ технологии формирования знаний, модель технологии формирования теоретических умений, модель технологии формирования экспериментально-практических умений и др. Комплексное средство обучения также является одной из моделей когнитивной деятельности школьников.

В качестве примера подобного комплексного средства обучения физике можно привести разработку, обеспечивающую преодоление когнитивного барьера по теме «Газовые законы» в 10 классе. Основная когнитивная трудность ее изучения вызвана невозможностью самостоятельного установления школьниками взаимосвязи между макроскопическими параметрами идеального газа, получаемыми в эксперименте, и графическим выражением соответствующих закономерностей. Когнитивный барьер имеет три составляющие трудности:

1) необходимость проведения «громоздких» выкладок для перевода величин измеренных параметров в международную систему «СИ», расчета функциональных значений искомых величин и построения графиков искомых функций;

2) быстротечность газовых процессов, их недостаточная наглядность и выразительность, высокая погрешность и малая амплитуда измеряемых значений;

Цр) ' ' ШЙШЩгическая трудность установления причинно-следственной аналитической связи формул трех газовых законов между собой и их ¡совокупности — с формулой закона Менделее-¡ва-Клапейрона.

Преодоление всех отмеченных трудностей оказалось возможным с помощью достаточно несложного комплексного средства обучения. В его состав вошли:

1) презентация, позволяющая при объяснении теоретического материала визуализировать актуальные аналитические связи;

2) приборы и материалы, обеспечивающие натурное воспроизведение трех газовых процессов (изотермического, изобарного и изохорно-го) и снятие показаний, необходимых для проверки соответствующих законов;

3) видеоклип с демонстрацией изотермического, изобарного, изохорного процессов и газового процесса с одновременным изменением всех параметров (политропного процесса);

4) информационное цифровое приложение, выполненное на базе Microsoft Office Excel, позволяющее мгновенно производить переводы величин, громоздкие вычисления и графические построения.

В качестве методических рекомендаций к применению данного комплексного средства обучения предлагается на уроке не проводить изобарный и политропный процессы ввиду их чрезмерно большой длительности, необходимой для достижения искомых результатов. Однако данное предостережение теряет свою актуальность при наличии автоматизированных датчиков, позволяющих в автоматическом режиме снимать показания макроскопических параметров состояния газа (P, V, T). Более того, наличие автоматизированных датчиков позволяет вынести эти законы в сферу фронтальных и лаборатор-но-практических работ для выполнения самими школьниками. Необходимо особо отметить, что в данном комплексном средстве нежелательным является замещение натурных опытов и видеоклипов с изображением реальных экспериментов анимационными картинками, не воспроизводящими реальных манипуляций человека с физическими приборами и материалами.

Очевидно, что данное комплексное средство является основой когнитивной педагогической технологии обучения, нацеленной на изучение школьниками газовых законов и уравнения состояния идеального газа. Оно позволяет сформировать эффективную информационно-образовательную среду и выстроить процесс изучения школьниками газовых законов в соответствии с принципом когнитивного построения ¡материала. В этом смысле данное комплексное средство обучения выступает в качестве когнитивного императива сложности учебного материала, позволяющего, с одной стороны, разрабатывать когнитивные педагогические тех-

РЯЩииНбЦШиИ повыМаяРэффщтив'нШтРоб-разовательного процесса, а с другой — обеспечивать мотивационными механизмами субъектов образовательной деятельности.

Заключение

Комплексные средства обучения физике, образуемые путем создания комбинированного комплекса средств обучения, концентрации цифровых и электронных средств обучения, а также жесткого объединения их с традиционными средствами обучения в единый конгломерат, обеспечивают большую эмерджентность его совокупных свойств по сравнению со свойствами комплекса средств обучения. Такая особенность позволяет комплексному средству обучения обеспечивать решение наиболее сложных образовательных задач, не поддающихся решению даже с применением специальных комплексов средств обучения.

К разряду таких образовательных задач относится преодоление школьниками естественных когнитивных барьеров в школьном курсе физики, соотносимых с исторически наиболее значимыми научными открытиями в теоретическом развитии науки физики. Примеров подобных теоретических "прорывов", проецируемых на образовательный процесс, много. Одним из них является переход от закона всемирного тяготения к представлению о гравитационном поле как фундаментальном физическом взаимодействии, развитого победой теории близкодействия и дополненного теориями электромагнитного, сильного и слабого взаимодействий. Итогом стало представление о физическом поле, как о виде материального сгустка энергии, существующего за счет обменного взаимодействия, скорость распространения которого не может превышать скорости света. Решающий шаг в развитии этого представления был вызван тепловым кризисом физики на рубеже 19-20 веков, разрешившимся зарождением квантовых представлений и развитием квантово-полевой физической картины мира в первой половине 20 века.

Комплексные средства обучения составляют основу когнитивных педагогических технологий обучения через проецирование когнитивной образовательной деятельности на информационно-образовательную среду, обеспечивая участников образовательного процесса технологическими механизмами преодоления естественной интегральной последовательности трудностей. Ощущение сложности, связанное с необходимостью преодоления школьниками естественного когнитивного барьера, является императивной мерой препятствия — интегральной совокупности трудностей. Каждая отдельная трудность, в свою очередь, является императивной единицей сложности когнитивного барьера. При правильном сопоставлении уровней предметной, интеллектуальной и волевой подготовки школьников с уровнем интегральной сложности когнитивного барьера комплексное средство обучения выступает императивным двигателем образовательного процесса.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

ЛИТЕРАТУРА

1. "СапгПнН' ¡2.4.2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения

общеобразовательных учреждениях». 16 марта 2011 г. в «РГ». Федеральный выпуск № 5430. URL: http://www. rg.ru/2011/03/16/sanpin-dok.html (дата обращения: 22.12.2014).

2. Bruner J.S. Olver R.R. & Greenfield P.M. (1966). Studies in cognitive growth. New York: Wiley.

3. Клещенко Е. Библиотека мозга // Химия и жизнь. 2012. №12. URL: http://elementy.ru/lib/431901 (дата обращения: 22.12.201j).

4. Когнитивная психология // Википедия - свободная энциклопедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Когнитивная_ психология (дата обращения: 22.12.2014).

5. Когнитивность // ПСИХОЛОГОС: Энциклопедия практической психологии. URL: http://www.psychologos.ru/articles/ view/kognitivnost (дата обращения: 22.12.2014).

6. Когнитивная деятельность // Краткий словарь когнитивных терминов / Сост. Е.С.Кубрякова, В.З.Демьянков, Ю.Г.ПанкраЦЯ Л.Г.Лузина. М., 1997. URL: http://vocabulary.ru/dictionary/849/word/kognitivnaja-dejatelnost (дата обращения: 22.12.2014).

7. Нолиу З.А. Психологические особенности возникновения когнитивных барьеров в педагогическом общении: Автореф. Дисс... канд. псих. наук. / Ташкентский гос. пед. ин-т им. Низами. МГУ: Ташкент, 1994.

8. Познание и внутренний опыт пользователя. Опубликовано 12 марта 2012 г. URL: http://habrahabr.ru/post/139823/ (дата обращения: 22.12.2014).

9. Пилипенко А.И. Познавательные барьеры в обучении физике и методические принципы их преодоления: авт. дисс. д-ра пед. наук. Курский государственный технический университет. М., 1997.

Машиньян А.А., Кочергина Н.В. Системно-технологический подход в оптимизации содержания учебного предмета «Физика» (общее образование): монография. М.: ИСМО, 2014. 116 с.

Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое: [перевод с немецкого] / В. Гейзенберг. М.: Наука, 1989. 399 с. Мултановский В.В. Проблемы теоретических обобщений в курсе физике средней школы: дисс. д-ра пед. наук. Киров, 1978. 410 с.

Мултановский В.В. Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1977. 168 с.

Пурышева Н.С. Методические основы дифференцированного обучения физике в средней школе: дисс. д-ра пед. наук. М., 1995. 490 с.

Шаповаленко С.Г. Вопросы теории и практики создания и использования системы учебного оборудования в советской общеобразовательной школе // Материалы международной научной конференции соц. стран по проблемам школьного оборудования [27-30 ноября 1973 г.]. М., 1975. С. 176-213.

What is ergonomics? / IEA (International Ergonomics Association). URL: http://www.iea.cc/whats/index.html (дата обращения: 22.12.2014).

REFERENCES

1. SanPiN 2.4.2.2821-10 Sanitary-epidemiological requirements to the conditions and organization of education in secondary schools" Published: 16 March 2011 in the "WG". Federal issue No. 5430. Availalble at: http://www.rg.ru/2011/03/16/sanpin-dok. html (accessed 22 December 2014).

2. Bruner J.S. Olver R.R. & Greenfield P.M. (1966). Studies in cognitive growth. New York: Wiley.

3. Kleshchenko E. Library of brain. Khimiia i zhizn' - Chemistry and life, 2012, no. 12. Available at: http://elementy.ru/lib/431901 (accessed 22 November 2014).

4. Cognitive psychology // Wikipedia. Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/Kognitivnaia_psikhologiia (accessed 22 November 2014).

5. Cognitively // Psychologos. Available at: http://www.psychologos.ru/articles/view/kognitivnost (accessed 22 November 2014).

6. Cognitive activity // Short dictionary of cognitive terms / E.S.Kubriakova, V.Z.Dem'iankov, Iu.G.Pankrats, L.G.Luzina. Moscow, 1997. Available at: http://vocabulary.ru/dictionary/849/word/kognitivnaja-dejatelnost (accessed 22 November 2014).

7. Noliu Z.A. Psychological characteristics of the occurrence of cognitive barriers in pedagogical communication: author. Diss... PhD in Psychology. Nizami. MGU.: Tashkent, 1994.

8. Cognition and inner experience of the user. Published March 12, 2012. Available at: http://habrahabr.ru/post/139823/ (accessed 22 November 2014).

9. Pilipenko A.I. Cognitive barriers to learning physics and methodological principles to overcome them: autoref. ... Dr. Ped. Sciences. KGTU. Moscow, 1997.

10. Mashin'ian A.A., Kochergina N.V. Sistemno-tekhnologicheskii podkhod v optimizatsii soderzhaniia uchebnogo predmeta «Fizika» (obshchee obrazovanie): monografiia [The technology and system approach in optimizing the content of training of the subject "Physics" (General education): monograph]. Moscow, ISMO Publ., 2014. 116 p.

11. Geizenberg V. Fizika i filosofiia. Chast' i tseloe: [perevod s nemetskogo] / V. Geizenberg [Physics and philosophy. The part and the whole: translated from German]. Moscow, Nauka Publ., 1989. 399 p.

12. Multanovskii V.V. Problemy teoreticheskikh obobshchenii vkurse fizikesredneishkoly: diss... d-raped. nauk [Problems of theoretical generalizations in the course physics high school: autoref. ... Dr. Ped. Sciences]. Kirov, 1978. 410 p.

13. Multanovskii VV. Fizicheskie vzaimodeistviia i kartina mira vshkolnom kurse: Posobie dlia uchitelia [Physical interaction and the picture of the world in school: a Handbook for teachers]. Moscow, Prosveshchenie Publ., 1977. 168 p.

14. Purysheva N.S. Metodicheskie osnovy differentsirovannogo obucheniia fizike v srednei shkole: diss... d-ra ped. nauk [Methodological foundations of differentiated teaching physics in the secondary school: autoref. ... Dr. Ped. Sciences]. Moscow, 1995. 490 p.

15. Shapovalenko S.G. The theory and practice of creating and using system training equipment in Soviet secondary school // Materials of the international scientific conference of socialist. countries on the problems of school equipment [27-30 November 1973]. Moscow, 1975, pp. 176-213.

16. What is ergonomics? / IEA (International Ergonomics Association). Available at: http://www.iea.cc/whats/index.html (accessed 22 November 2014).

Информация об авторах Кочергина Нина Васильевна

(Россия, Москва) Доктор педагогических наук, профессор,

ведущий научный сотрудник Институт содержания и методов обучения E-mail: kachergina@mail.ru

Машиньян Александр Анатольевич

(Россия, Москва) Доктор педагогических наук, профессор,

ведущий научный сотрудник Институт содержания и методов обучения E-mail: mash404@mail.ru

Information about the authors Kochergina Nina Vasil'evna

(Russia, Moscow) Doctor of Pedagogical Sciences Professor, Leading Researcher Institute of Content and Teaching Methods E-mail: kachergina@mail.ru

Mashin'ian Aleksandr Anatol'evich

Doctor of Pedagogical Sciences Professor, Leading Researcher Institute of Content and Teaching Methods mash404@mail.ru