От моделей обучения к моделям усвоения

ВЕСТН. МОСК. УН-ТА. СЕР. 20. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ. 2013. № 4

ОТ МОДЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

К МОДЕЛЯМ УСВОЕНИЯ

Д.Н. Кожевников

(ФГНУ Институт содержания и методов обучения РАО;

e-mail: rao721@ya.ru)

В статье рассматривается процесс обучения, который должен привести обучаемого к формированию мировоззрения через миропонимание. На примере архетипичной модели обучения рассматривается процесс научения, передачи опыта, проверки его усвоения и формирования знания об изучаемом явлении. Предлагается формировать образ-модель с помощью разнообразных модельных представлений, интегрированных в дидактические комплексы средств обучения. В соответствии с современными тенденциями выделены основные требования, предъявляемые к системе средств модельной наглядности.

Ключевые слова: информационная насыщенность, интерактивность, свертка информации, образ-модель, учебная модель, модельный эксперимент, полимодельные интерпретации, система средств модельной наглядности.

Познание мира в его целостном проявлении становится интеллектуальной и жизненной потребностью и составляет универсальную проблему современности. По мнению современных философов и социологов, эта универсальная проблема встает перед образовательными системами, так как фрагменты знания, распределенные по дисциплинарным областям, "неадекватны для постижения сегодняшних реальностей и проблем, которые становятся все более глобальными, транснациональными, полидисциплинарными, многомерными и планетарными" [1: 36].

Обучение, как и большинство сложных процессов, нуждается в разносторонней предварительной подготовке, неоднократно проходя при этом стадию моделирования. Существуют различные модели обучения, опирающиеся на разные методы, характеризующиеся разным уровнем и темпом обучения. Поскольку обучение — это передача знания, которое должно быть усвоено, а усвоение проверено, то напрашивается очевидный вывод: модели обучения должны содержать в себе также и модели усвоения знания не только в неявной, но и в явно проявляемой форме.

Процесс обучения должен привести обучаемого к формированию мировоззрения через миропонимание. Фокусом его действия является акт научения: передачи опыта, усвоения, формирования представления, подталкивание к составлению умозаключения. Каждый отдельный акт воздействия единичен. От правильности его проведения в большой степени зависит общий результат. При неправильном его проведении можно получить не усвоение, а отторжение знаний, что часто и происходит, скрываясь под словами "скучно", "непонятно", "неинтересно". Вторая часть процесса научения проходит в области, непосредственно не наблюдаемой — в голове, а точнее, в сознании обучаемого. Дидактические методы обеспечивают нам возможность контроля этого процесса, а также запуска процесса самоконтроля учащегося. По своему значению процессы обучения и усвоения знаний качественно равны, что символически мы отобразили на рис. 1 в виде равных частей — встречных треугольников (или конусов в объемном отображении). При символическом обозначении основных этапов и единиц формирования знания отдельными, но взаимосвязанными блоками мы получаем упрощенную схему архетипичной модели обучения (рис. 1) и как следствие формирования мировоззрения.

Центральной и самой тонкой (в прямом и переносном смысле) частью на схеме показаны процессы "Учения" (передача информации) и "Научения" (процесс получения информации и дальнейшего ее усвоения). Чтобы эти два процесса объединились в неразрывное целое, была реализована локальная дидактическая цель — получение знания, производится большая подготовительная и последующая формирующая знание работа. На схеме она выглядит в виде двух встречных конусов, в точке встречи и частичного пересечения которых (как в фокусе линзы) происходит акт передачи или созидания знания в сознании обучаемого.

На рис. 1 показано, как истинное знание (или реальность, недостижимая абсолютному пониманию) в процессе структурирования (что эквивалентно сжатию и скрытию информации) уменьшает объем и до момента передачи знания проходит ряд последовательных стадий. Сущность явления или процесса, заключенная для нас в достоверных данных, вписывается в систематизацию знаний в виде достаточно широкого круга идей и гипотез, уплотняемых и фильтруемых теориями, признанными научным сообществом. Далее информация подвергается еще более жесткому фильтру формирования методического обеспечения, используемого для обучения. Таким образом, схематически показан процесс проецирования знания, который с помощью средств и методов обучения представляет знание в адаптированном для восприятия

Рис. 1. Архетипичная модель обучения

учащимися виде. Усвоение знания представлено на схеме формирования научного мировоззрения вторым встречным первому конусу, имея конечной целью и результатом человека как личность,

обладающую естественно-научным мировоззрением. На рис. 1 показано, что научение (как педагогический процесс) опирается на различные методы познания. Это и проведение учебного эксперимента, и процессы формирования дидактических образ-моделей. Образ-модели имеют большое значение, так как являются модельными воплощениями и носителями информации о теориях, гипотезах, представлениях процессов и их взаимосвязях. То есть о всем том, что составляет основу частных представлений о рассматриваемых процессах и их взаимосвязях, входящих в общее миропонимание и формирование картины мира учащимися. Приведенная умозрительная схема является принципиальной, т.е. простой (или качественной), не претендующей на всеохват-ность, т.е. отражающей лишь один из аспектов сложного процесса, и не может полностью описать сложный процесс формирования целостного мировоззрения. Однако на ней представлены место и значение эксперимента и образ-моделей, дидактические функции которых имеют большое значение в естествознании, особенно в темах, связанных со строением вещества на атомарном уровне, не поддающемся непосредственному наблюдению.

Для эффективного обучения необходимо системно поддерживать обратную связь — контроль усвоения, что всегда было затруднено из-за общей сложности реализации личностно ориентированного образования. В условиях развития медиасреды и современного прочтения понятия наглядности (включающего в себя помимо предметности, объективизированности дидактического образа и образ-моделей еще и субъектную адаптивность) системная реализация контроля усвоения учебного материала становится возможной, а с учетом увеличения информационного потока представляется уже необходимой. В соответствии с современными тенденциями развития и использования средств наглядности особые, можно сказать, новые требования должны быть предъявлены и к самим средствам модельной наглядности.

На сегодняшний день актуальным становится использование разнообразных учебных моделей, разносторонне отражающих изучаемые явления и процессы. Связано это с тем, что отразить все (иногда даже взаимопротиворечивые) научные данные в одной модели невозможно и стремиться к этому дидактически неверно. Пока что универсальную модель только лишь в теории предложил Стивен Хокинг — британский астрофизик и специалист по квантовой теории. Предложенная им М-теория является всего лишь моделью окончательной теории, объединяющей все взаимодействия и все теории. Ее исходной предпосылкой является заключение о том, что "не существует концепции реальности, не зависящей

от картины мира, или от теории", что приводит нас к принятию точки зрения, называемой "моделезависимый реализм" [2: 12, 49]. Поскольку модели существуют разные, то на сегодняшний день для создания информационной полноты и широты научного горизонта мы можем использовать полимодельные интерпретации изучаемых явлений, представляющие собой по сути одновременное использование нескольких моделей.

Приступая к использованию полимодельных интерпретаций, мы сталкиваемся с проблемами как теоретического, так и практического свойства. Некоторое время назад, в эпоху "идеологически верного лишь одного пути развития", это было невозможно как теоретически, так и практически. В наше время это уже становится реальностью.

Теоретически основная динамическая проблема познания (или проблема смены парадигмы) решается уже давно. Процесс познания геометрически часто уподобляют развивающейся спирали. Для удобства представим в виде близкой к этому образу аналогии — сферы, увеличивающейся или растущей рывками, не всегда симметрично, с меняющимся акцентом в разные стороны (рис. 2).

Возрастание объема знания осуществляется нелинейно и несимметрично. Каждая следующая редакция знания сохраняет большую часть предыдущей, но иногда отсекает ненужные или избыточные фрагменты, объявляя их ошибочными. На рис. 2 это символически показано невключением части второй редакции знания в виде сферы в третью — эллипсоид и ее попаданием в последующую версию знания в виде эллипсоида большего размера. Как правило, редукционное обращение с фрагментами научного знания рождает конфликты и сильно тормозит развитие. В истории на-

Рис. 2. Возрастание объема знания

учного познания этому есть много примеров из различных областей знания:

• в физике — историческая модель "теплорода" и продолжающиеся попытки сохранения СТО (специальной теории относительности) с помощью ввода перенормировок и дополнений; поиски примирения и конфликты понятий "вакуум", "пустота", "кипящий вакуум", "эфир";

• в биологии — выявление новых процессов обмена веществ в организмах, новые способы передачи нервных импульсов и механизмов водного обмена в мембранах клетки, превышающие скорость звука, и т.д.;

• в истории — продолжение споров о правильности трактовки исторических фактов;

• в социально-правовой сфере — поправки и дополнения в законы и конституцию.

Из истории развития науки мы знаем, что редукция знания происходила часто, хотя все исследователи и ученые знают философский закон "отрицания отрицания". Кажется, что давно уже признана невозможность построения окончательной формы знания, а значит, необходимо и методически (или методологически) оставить "право на ошибку". И не только и не столько на ошибку, а, скорее, на неточность отображения или дефект модельного упрощения процесса для использования в целях обучения, практики или теории. Признание возможности бесконечного развития и совершенствования знания открывает нам возможность изучения неточных моделей не в виде "ошибочных" или устаревших, а в виде альтернативы, необходимо изучаемой для полноты знания истории и пути развития науки. Изучать их и использовать можно в полимодельных интерпретациях.

Во втором, практическом аспекте использования полимодельных интерпретаций проблемы тоже преодолимы. Практическая реализация использования нескольких моделей для объяснения какого-либо одного явления затруднена дидактически: для этого требуется наличие механизма их коммутации между собой, а также возможность бесконфликтного перехода от одной модели к другой. Использование возможностей медиа-технологий и интерактивного использования моделей позволяет организовать учебный процесс в условиях полимодельных интерпретаций. Например, можно использовать последовательно и даже параллельно весь комплекс моделей для изучения строения вещества, а не только какую-либо одну из существующих моделей.

Тенденция интерактивности подразумевает не только интерактивное использование моделей, но и использование интерактив-

ных моделей (модернизированных или специально созданных для работы в условиях использования полимодельных интерпретаций).

Наличие у носителей информации интерактивной структуры подразумевает возможность свертки (или скрытия) и развертки свернутой информации, а также представление возможностей использования технологий обработки и использования информации, в том числе и для создания дидактических "образ-моделей". Образ-модель должен быть символичным, характерно узнаваемым и информативно насыщенным. Поэтому большое значение приобретает упаковка или кодирование информации в "образ-моделях".

В соответствии с основными присущими дидактическому образу-модели функциями (изоморфно-отражательная, чувственно-образная, интегративно-абстрактная) свертка информации в образ-модели происходит различными способами:

1) использование скрытой (по образу гипертекстовой) структуры;

2) разуплотнение визуального образа (прозрачности) образ-модели и возможность наложения для сравнения двух или нескольких образов;

3) создание динамичной, активной или интерактивной обратной связи, регулирующей время, объем, сложность и степень углубления учебного материала;

4) использование доступных визуально и наглядных образ-моделей, подчеркивание или выделение отличий от других (возможных, альтернативных) образ-моделей.

Дидактические образ-модели (визуальные образы одного или разных дидактических образ-моделей в качестве носителей информации об изучаемом объекте) могут отличаться разным уровнем информационной свертки, т.е. наличием скрытой (но проявляющей себя при их использовании) информации. Механизм совмещения и взаимных переходов от использования одних образ-моделей к другим также является информационной надстройкой и дополнительным содержанием носителей информации, что в свою очередь также увеличивает информационную емкость носителей информации.

Содержание образования меняется в сторону увеличения объема изучаемой информации и диверсификации форм ее изучения. То, что ранее считалось неодолимо сложным для изучения, помещается "гипертекстом" в рубрику "для интересующихся", хотя по сложности это может соответствовать как углубленному, так и профильному курсу. Сохранение информации в свернутой форме позволяет каждому учащемуся выбрать свой темп усвоения знаний и прохождения контроля его усвоения. В такой форме личностно

ориентированный подход позволяет избежать ограничений для пытливого и способного ума и не накладывает ограничений на процесс усвоения учебного материала.

Адаптация уровня сложности учебного материала для изучения происходит в процессе выбора соответствующего уровня сложности моделей и учебного материала, выбор осуществляется обучаемым в процессе интерактивного отклика (в форме проверочных вопросов, рекомендаций или каким-либо другим). Конечно, для осуществления на практике комплексы наглядных моделей и учебные материалы должны быть соответствующим образом подготовлены. Рассмотрим, что должно быть сделано в общих чертах.

Комплексы моделей, используемые в обучении, должны быть не только структурированы и объединены в систему, но построены иерархически (т.е. последовательно-подчиненно по сложности) и интерактивно-информационно (с возможностью параллельного использования на разных уровнях сложности, а также переходов с уровня на уровень, программно обеспеченных информационной поддержкой). При выполнении этих требований комплексы наглядных моделей должны претерпеть изменения — должна качественно измениться их взаимная коммуникация. Именно повышение коммуникационных свойств (как отдельных наглядных моделей, так и их комплексов) объединит их в систему средств модельной наглядности (ССМН).

Какие качественные возможности и перспективы объединения средств модельной наглядности в систему (ССМН) мы имеем на сегодняшний день?

Иерархия учебных моделей строится, начиная с тех моделей, использование которых "большого ума не требует", до моделей, "использующихся в научных исследованиях". Изучение возможно не только последовательно "от простого к сложному", но и на любом уровне сложности (т.е. параллельно), сохраняя возможности перехода. Для достижения таких возможностей степень совместимости моделей должна быть весьма высокой. А наиболее простые модели должны содержать в себе "в свернутом (или плотно упакованном) виде" все сложные модели. Принцип "простая модель — значит хорошая и доступная" сильно устарел. Простая модель со сложными способами объяснения природных явлений явно проигрывает сложной, но удобной в использовании модели, позволяющей при необходимости объяснить изучаемые феномены и явления любой сложности. Изучаемый информационный блок или модуль должен содержать избыточную, но скрытую (свернутую) информацию, которую при необходимости можно развер-

нуть, а при ее ограниченности хотя бы связать с другой более сложной, но совместимой моделью.

В соответствии с современными тенденциями активно используются компьютерные модели: они также допускают проведение модельного эксперимента и модельных исследований, отличающихся не столько качественными, сколько количественными результатами, например такими, как исследование влияния параметров задачи на результаты. В перспективе слова "компьютерная модель" устареет, так как некомпьютерных (или некомпьютеризированных) моделей не останется. Все виды и качества моделей могут быть реализованы в компьютерной среде (включая их "материальность" через посредство симуляторов-перчаток и очков). Также компьютерными еще продолжают называть модели, построенные числовыми или счетными методами в компьютерной среде, включая их визуальный псевдообъемный образ (например, в химии — орбитальные модели).

Технические современные тенденции в сфере обучения сводятся в основном к использованию растущих возможностей мультимедиа.

Создание современных комплексов моделей, входящих в ССМН, должно учитывать вышеперечисленные тенденции и учитывать проблему проектирования и взаимосвязи новых средств модельной наглядности с традиционными. Например, использование моделей должно быть возможно не только последовательно (по возрастающему уровню сложности учебного материала "от простого к сложному"), но и параллельно, когда учащиеся сами выбирают свой уровень сложности учебного материала и моделей, соответствующих задачам усвоения. Для реализации таких учебных возможностей степень совместимости иерархически различающихся учебных моделей должна быть весьма высокой. Существенно новым в таком подходе является то, что даже наиболее простые модели должны содержать в себе "в плотно упакованном виде" все сложные модели. Чтобы подчеркнуть значение этого требования, вспомним его антипода — известное требование ко всякой новой исследовательской модели: объяснять все явления, ранее объясняемые моделями-предшественниками, но более полно, проще или нагляднее, а также нечто, что не могло быть объяснено с их помощью. То, что сложные модели могут выполнять функции простых, считалось уместным требованием всегда, но обратный процесс по определению считался невозможным. Интерактивно-информационное требование, увеличивая роль совместимости и информационной коммуникации между моделями, размещает информацию "в шаговой доступности" или даже в самой модели,

что и открывает доступ к информации через любую, даже самую простую (на поверхностный взгляд) модель.

Современная модель (как информационный блок или модуль) заведомо содержит избыточную, но до времени скрытую (свернутую) информацию, которую при необходимости можно развернуть, а при ее ограниченности хотя бы связать с другой более сложной, но совместимой и высоконаглядной моделью. Процесс отбора учебных моделей осуществляется в соответствии с известными педагогическими принципами. Но особый акцент делается на требованиях "интерактивности", информационности и "перспективности" (или возможности дальнейшей модификации), что, возможно, даже в ущерб визуальной наглядности или внешней простоте. В этом заключается актуальность, а не "историчность" моделей.

В процессе обучения кроме использования средств модельной наглядности предлагается использовать моделирование как средство самостоятельного получения и проверки нового знания в модельном эксперименте (а при возможности, в практическом опыте).

Знания, полученные в практической (даже модельной) деятельности, усваиваются существенно лучше, чем в ходе информирования. Личная деятельность, постановка задачи, создание условий и поиск решения даже в условиях модельного эксперимента позволяют "проникнуть внутрь процесса", повышая мотивацию изучения за счет понимания скрытых причин и механизмов процессов. Для углубленного или творческого уровня развития предлагается моделирование новых, неизвестных явлений, процессов, ситуаций, фантазий и т.д., в том числе и в игровой форме для того, чтобы наравне с интеллектуальной были задействованы эмоциональная и волевая сферы личности. Такой подход соответствует современной тенденции использования в обучении «"...теории русел и джокеров": "Найти русло... — значит удачно упростить"» [3: 339].

Для совмещения в рамках урока реального и виртуального экспериментирования и моделирования требуется методическое обеспечение, учитывающее психолого-эргономические особенности видов деятельности, а также субъективные, иногда частноспеци-фические особенности учащихся, что вплотную подводит нас к необходимости реализации на практике затратного, но давно назревшего личностного подхода.

Таким образом, движение от моделей обучения к моделям усвоения возможно не только при условии использования деятель-ностного подхода (обязательного для всех видов деятельности и, конечно, обучения) и при использовании всех видов практической деятельности (в том числе и модельного эксперимента), но и при учете современных тенденций развития и возможностей медиа-сред.

Список литературы

1. Морен Э. Образование в будущем: семь неотложных задач // Си-нергетическая парадигма. Синергетика образования. М.: Прогресс-традиция, 2007. 592 с.

2. Хокинг С., Млодинов Л. Высший замысел / Пер. с англ. М. Кононова. СПб.: ТИД Амфора, 2012. 208 с.

3. Малинецкий Г.Г. Математическое моделирование образовательных систем // Синергетическая парадигма. Синергетика образования. М.: Прогресс-традиция, 2007. 592 с.

4. Информационно-предметные среды общего среднего образования / Авт.-сост. Т.С. Назарова. М.: ООО Издательство "ВАРСОН", 2010. 232 с.

FROM TRAINING MODELS TO ASSIMILATION MODELS

D.N. Kozhevnikov

In article training process which has to lead the trainee to outlook formation through outlook is considered. On the example of archetype model of training process of learning, transfer of experience, check of its assimilation and formation of knowledge of the studied phenomenon is considered. It is offered to form an image model by means of the various model representations integrated into didactic complexes of tutorials. According to current trends the main demands made to system of means of model presentation are allocated.

Key words: information saturation, interactivity, information convolution, image-model, training model, model experiment, polymodel interpretations, system of means of model presentation.

Сведения об авторе

Кожевников Дмитрий Николаевич — кандидат педагогических наук, заведующий лабораторией проектирования учебного оборудования ФГНУ Институт содержания и методов обучения РАО. Тел.: 8 (495)625-49-45, +7-903-710-11-85; e-mail: rao721@ya.ru