CC BY
11
УДК 372.854 ББК 74.262.4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПОЛИМОДЕЛЬНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОДЕЛЬНОЙ НАГЛЯДНОСТИ МУЛЬТИДИСЦИПЛИНАРНЫХ КОМПЛЕКСОВ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ1
USE OF A METHOD OF POLYMODEL INTERPRETATION FOR PROVIDING MULTIDISCIPLINARY COMPLEXES OF TUTORIALS WITH MEANS OF MODEL PRESENTATION
Кожевников Дмитрий Николаевич
Старший научный сотрудник ФГБНУ «Институт стратегии развития образования Российской академии образования», кандидат педагогических наук E-mail: rao721@ya.ru
Аннотация. В статье охарактеризована тенденция создания мультидисциплинарных комплексов средств обучения. Рассмотрена возможность использования метода полимодельной интерпретации для обеспечения модельной наглядности мультидисциплинарных комплексов средств обучения. Показаны основные свойства полимодельной интерпретации и сделан вывод о необходимости ее использования в современном образовательном процессе.
Kozhevnikov Dmitriy N.
Senior research fellow at the Federal State Budget Scientific Institution "Institute for Strategy of Education Development of the Russian Academy of Education", PhD in Education
E-mail: rao721@ya.ru
Abstract. In article the tendency of creation of multidisciplinary complexes of tutorials is specified; the possibility of use of a method of polymodel interpretation for ensuring model presentation of multidisciplinary complexes of tutorials is considered; the main properties of polymodel interpretation are shown and the conclusion on need of its use for modern educational process is drawn.
1 Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБНУ «Институт стратегии развития образования» на 2017 г. «Дидактическое сопровождение формирования функциональной грамотности школьника в современных условиях», шифр проекта: № 27.7948.2017/БЧ.
Ключевые слова: комплекс средств обучения, учебно-методический комплекс, мультидисциплинарный комплекс средств обучения, модельная наглядность, метод полимодельной интерпретации, кольцегранные модели атома, волногранные модели атома, модельный эксперимент.
Keywords: complex of tutorials, educational and methodical complex, multidisciplinary complex of tutorials, model presentation, method of polymodel interpretation, "ringside polyhedron" models of atom, "wave-side polyhedron" models of atom, model experiment.
Развитие средств обучения (далее - СО), создание или модернизация современных комплексов средств обучения, сопутствующее решению задач образования, порождает проблемы, связанные с новыми условиями и доминирующими тенденциями в образовательной области [1; 2].
На основе первичных комплексов СО формируются межпредметные и междисциплинарные комплексы СО. Реализация на практике межпредметных связей приводит к закономерному развитию метапредметных знаний и умений. Естественным результатом этого развития является появление трансдисциплинарных комплексов СО. Дальнейшим результатом их развития и интегрирования должен стать мультидисциплинарный дидактический комплекс средств обучения (далее - МДК СО). Появление МДК СО отражает современную тенденцию усиления акцента на развитие метапредметных знаний и умений. Задача, поставленная во ФГОС-2, перехода от цели обучения «учить предмету» к цели «учить на предмете» порождает проблемы и беспокойства учителей о возможной «потере качества образования».
Беспокойство связано с тем, что совершение быстрого перехода от традиционных предметно-ориентированных целей обучения к новым метапредметным диалектически невозможно. Увеличение метапредметных знаний не должно повреждать процесс получения знаний о предмете изучения, тем более что никто не призывает отказаться от ранее поставленных целей обучения. Согласно континуальной логике, в процессе обучения учебному предмету следует преследовать цель постепенного увеличения процента обучения метауме-ниям. Появлению и возрастанию метаумений в процессе обучения способствует рост качества и количества межпредметных связей, а в дальнейшем создание МДК СО.
МДК СО может и должен быть сформирован не как следствие последовательного развития межпредметных комплексов СО или трансдисциплинарных комплексов, но как следствие действия философского закона перехода количества в качество, то есть в виде появления у комплекса СО нового качества. Увеличение количества и качества междиципли-нарных связей должно привести к увеличению информационной составляющей (или содержания) самих связей, к появлению большого количества вне- и надпредметных знаний.
При этом междициплинарные связи содержат настолько значительный объем учебной информации, что начинают напоминать новую дисциплину или предмет, а их информационный объем становится сопоставим с объемом изучаемых смежных дисциплин. Такой процесс можно квалифицировать как возникновение нового качества комплексов СО, приобретение ими свойства мультидисциплинарности. Для ориентации
в значительных объемах информации необходимым является наличие структурной организации комплексов СО, отражающей возможность использования МДК СО в различных дисциплинах.
В процессе увеличения качества мультидисциплинарности комплексы СО должны стать универсальными, хотя и несколько обезличенными относительно учебных дисциплин, теряя строго определенную дисциплинарную принадлежность. Этот процесс является естественным и даже закономерным для МДК СО, поскольку целостное знание не имеет четко обозначенных границ. В процессе формирования МДК СО возникает проблема его обеспечения средствами модельной наглядности (СМН), так как к ним предъявляются новые требования возможности интегрального использования и повышения универсальности используемых моделей или СМН. Современная тенденция формирования меж- и трансдисциплинарных комплексов СО на основе мультимедиатехнологий предъявляет новые требования не только к комплексам моделей или СМН, но и к возможностям их использования в МДК СО.
По суждению Т. С. Назаровой, «в основу формирования состава УМК (учебно-методического комплекса) положены принципы, указывающие на функциональные и дидактические особенности образовательной области или учебного предмета, а также эргономические характеристики новых технических средств и мультимедиатехнологий, определяющие закономерности и механизмы рационального встраивания последних в учебный процесс» [3, с. 328]. В соответствии с основными принципами формирования состава УМК формируются комплексы моделей, включающие сценарии модельных экспериментов с использованием разных моделей, в том числе и таких, которые обладают новыми дидактическими функциями. Например, в области изучения строения вещества начинают использоваться новые кольцегранные и волногранные модели атомов и молекул, расширяющие иллюстративную и модельную базу средств обучения, привнося с собой дополнительную учебную информацию о строении вещества, имеющую в том числе и междисциплинарный характер.
Приведем в качестве примера фрагмент одной из тем курса химии «Строение вещества», сопровождаемую различными средствами модельной наглядности. Учебно-методический комплекс модельных средств наглядности «Комплекс моделей атомов и молекул» для изучения темы «Строение вещества» состоит из различных видов моделей атомов и молекул. В приводимом фрагменте для понимания качественных различий между видами моделей показаны только модели молекулы воды: масштабная, кольцегранная, орбитальная, волногранная. Модели расположены на рис. 1 по возрастанию сложности.
На рисунке представлены не все виды моделей, предлагаемые к использованию в комплексе средств обучения, но представленного разнообразия достаточно для демонстрации различий и степени информационного насыщения перечисленных моделей.
Молекула воды (или одна структурная единица воды) состоит из трех атомов: одного атома кислорода и двух атомов водорода.
• На масштабной модели строение молекулы воды показано комбинацией трех деформированных сфер разного размера и цвета: красной - кислорода и белых - водорода (рис. 1, а).
С ш л
а) масштабная б) кольцегранная в) орбитальная г) волногранная
Рис. 1. Различные виды моделей атомов и молекул (на примере молекулы воды)
• В кольцегранной модели молекулы воды атомы водорода показаны кольцами белого цвета, имеющими меньший размер, чем красные кольца, обозначающие электроны атома кислорода (рис. 1, б).
• На орбитальной модели молекулы воды атомы водорода обозначены полусферами белого цвета меньшего размера, чем красные фигуры, обозначающие электронные орбитали атома кислорода (рис. 1, в).
• В волногранной модели молекулы воды атомы водорода показаны волновыми кольцами тоже меньшего размера и другой расцветки, чем красно-синие кольца, обозначающие электроны атома кислорода (рис. 1, г).
У молекулы воды имеется структурная особенность: валентный угол между водородными радикалами при ядре атома водорода отличается от тетраэдрического (109°) в сторону уменьшения (104,5°).
1. Масштабная модель никак не объясняет особенностей строения молекулы воды, но демонстрирует этот факт своим видом (см. рис. 1, а).
2. Кольцегранная модель молекулы воды позволяет объяснить и продемонстрировать величину валентного угла в процессе сборки модели: использование в качестве моделей атомов водорода колец меньшего размера (они белого цвета) приводит к уменьшению валентного угла и отклонению его значения от тетраэдрического (109°). Использование для моделирования атомов водорода колец меньшего размера объясняется тем, что на радиус электронной плотности атома водорода оказывает влияние протон (ядро атома водорода), находящийся в центре кольца - на модели это показано малой деталью, расположенной в центре кольца (см. рис. 1, б).
3. Орбитальная модель молекулы воды объясняет величину валентного угла взаимным отталкиванием атомов водорода (показанных полусферами белого цвета малого размера), но не позволяет никак определить ни величину угла, ни качественно величину его отклонения от тетраэдрического между электронными орбиталями атома кислорода (см. рис. 1, в).
4. В волногранной модели молекулы воды атомы водорода также имеют меньший размер, но показаны волновыми кольцами, что позволяет сообщить с помощью этой модели дополнительную информацию о расположении электронов атомов водорода на энергетическом уровне, близком к тому, на котором находятся электроны атома кислорода. Данная модель выглядит несколько сложнее остальных, но ее изучение облегчается ее совместимостью с предыдущими. Ее использование демонстрирует междисциплинарный
подход к изучению учебного материала тем, что позволяет извлекать при необходимости информацию из других учебных разделов и дисциплин (из физики и основ квантовой механики). При использовании материальных моделей ее кажущаяся сложность исчезает за счет манипулятивных действий с ней или при ее сборке из специализированного набора. Изучать учебный материал с помощью такой модели только на экране монитора может быть трудно за счет сложного видеообраза; избежать затруднений можно комбинированным использованием виртуальных и материальных моделей (см. рис. 1, г).
С помощью новых учебных моделей возможна постановка и проведение модельного эксперимента не только в виртуальной, но и в материальной формах, то есть не только в виде использования медиаприложений, но и в виде материальных моделей. Таким образом, формируется комплекс моделей или СМН: материальный набор (или комплект наборов) и его электронная версия с медиаподдержкой.
В современном образовательном процессе модели и их дидактические возможности используются недостаточно. Для эффективной работы с информационным потоком, извлечением и преобразованием знания необходимы не только вариативность визуальной, но и других форм восприятия учебной информации, например осязательной, используемой в различных формах материального моделирования, особенно с использованием ма-нипулятивных действий по сборке моделей. Задача или проблема введения в практику обучения различных (как исторических, так и новых) видов моделей может быть решена с помощью современных комплексов средств обучения, использующих метод полимодельной интерпретации.
Использование полимодельной интерпретации в обучении является отличительной особенностью работы с комплексом СМН для обеспечения наглядности современных комплексов средств обучения. Полимодельная интерпретация характеризуется множественным использованием моделей с возможностью параллельных переходов и свертки или скрытия информации, мешающей наглядному восприятию, чем представляет возможность создания интегральных (меж-, транс- или полидисциплинарных) комплексов наглядных моделей, входящих как элемент в МДК СО. О последовательности развития модельных представлений и переходе к полимодельной интерпретации для использования в МДК СО, а также о новых возможностях и следствиях ее применения в МДК СО изложено в статье [4, с. 48-50].
Возможности медиатехнологий и интерактивного использования моделей для организации учебного процесса в условиях полимодельной интерпретации позволяют задействовать весь комплекс моделей или средств модельной наглядности для изучения строения вещества, а не какую-либо одну модель, выбранную из представленного ряда. Таким образом, возможности полимодельной интерпретации позволяют обеспечить наглядность любого, в том числе и перспективного МДК СО.
Дидактические возможностиинструментария средствмоделирования, расширенные за счет полимодельной интерпретации, могут снять остроту проблемы неполноценности содержания обучения в части изучения строения вещества, связанную с недостаточным информационным насыщением учебного материала, на фоне сложности, перегруженности и избыточной противоречивости традиционно используемых в обучении «исторических»
моделей. Достигается это с помощью педагогических приемов, использующих понятие сложности и информационной насыщенности, в сочетании с введением некоторых изменений и добавлений в содержание образования.
Информационная насыщенность, как одно из основных свойств полимодельной интерпретации, подразумевает наличие избыточной, но скрытой или свернутой информации и использование интерактивных возможностей ее передачи, что позволяет внешне простым моделям содержать в скрытом (или плотно упакованном) виде более сложные модели. Такой подход к сокращению объема информации, предназначенной для изучения, заменяет задачу выбора информации для изучения на ее реформирование по образу «гипертекста»: слоями, отличающимися уровнем сложности и объемом учебного материала. Таким образом упрощается проблема отбора материала для изучения, но проявляется задача рационального и интерактивного процесса «трансляции» знания, разделенного по уровням доступности. Выбор между простым и сложным (между базовым и углубленным изучением) решается в пользу сложного и наиболее полного изложения материала при условии его интерактивной подачи в свернутом виде, с использованием информационных технологий, наличия быстрого информационного обмена и возможностью коллективной работы через системы удаленного доступа. Основные свойства полимодельной интерпретации показаны на рис. 2.
Для полноценного использования метода полимодельной интерпретации она (и составляющие ее модели) должны обладать следующими свойствами:
• преемственность и взаимосовместимось используемых моделей;
• возможность интерактивного использования моделей или средств модельной наглядности;
Интеркоммуникативность
Преемственность и совместимость
Качества моделей в полимодельной интерпретации
Интерактивность
Рациональность
Темпоральность
Иерархичность
Рис. 2. Свойства полимодельной интерпретации
• рациональность использования СМН в учебном процессе;
• значительная информационная насыщенность (проявляемая иногда в скрытой форме);
• иерархичность моделей, позволяющая использовать информационную свертку и развертку (извлечение информации);
• темпоральность (контроль и управление временем работы с учебной информацией);
• разноуровневость моделей (четкое разделение моделей по уровням сложности);
• управляемость (возможность осуществления самостоятельного или принудительного выбора уровня сложности для работы с информационным потоком);
• обратная связь (поддержание обратной связи с обучаемым в процессе получения, усвоения и обработки информации);
• интеркоммуникативность (коммуникация с ученическим или учебным сообществом, а не только с учителем или ведущим учебное занятие).
Вышеперечисленные свойства являются необходимыми, но не полностью исчерпывающими для реализации полимодельной интерпретации. Возможно появление новых (например, социальных) свойств не являющихся пока необходимыми для полноценной реализации полимодельной интерпретации. Такое свойство можно обозначить как открытость или перспективность.
Полимодельная интерпретация представляется сложной по сравнению с последовательным использованием наглядных моделей, но ее введение в учебный процесс является необходимым и своевременным, так как состояние современных средств мультимедиа не только открывает возможность использования полимодельной интерпретации, обеспечивающей наглядность изучаемых явлений и процессов, но даже подталкивает к внедрени-ию, предоставляя широкие изобразительные и коммуникативные возможности.
Полимодельная интерпретация может и должна быть использована в процессе создания и введения МДК СО в учебный процесс, так как ее свойства позволяют обеспечить модельную наглядность мультидисциплинарных комплексов средств обучения.
Список литературы
1. Богуславский М. В., Неборский Е. В. Концепция развития системы Высшего образования в России // Мир науки. - 2016. - Т. 4, № 5. - URL: http://mir-nauki.com/ PDF/07PDMN516.pdf (дата обращения: 19.06.2018).
2. Богуславский М. В., Неборский Е. В. Перспективы развития системы Высшего образования в России // Интернет-журнал Науковедение. - 2015. - Т. 7. - № 3. -URL: http://naukovedenie.ru/PDF/111PVN315.pdf (дата обращения: 18.06.2018). -DOI: 10.15862/111PVN315 (http://dx.doi.org/10.15862/111PVN315).
3. Назарова Т. С. [и др.] Инструментальная дидактика: перспективные средства, среды, технологии обучения / под ред. Т. С. Назаровой, К. М. Тихомировой, Д. Н. Кожевникова. - М. - СПб.: Нестор-История, 2012. - 436 с.
4. Кожевников Д. Н. Развитие комплексов средств обучения в контексте понимания и усвоения категории сложности // Новое в психолого-педагогических исследованиях. - 2016. - № 1 (41). - С. 40-51.
References
1. Boguslavskiy M. V., Neborskiy E. V. Kontseptsiya razvitiya sistemy Vysshego obra-zovaniya v Rossii. Mir nauki. 2016, Vol. 4, No. 5. Available at: http://mir-nauki.com/ PDF/07PDMN516.pdf (accessed: 19.06.2018).
2. Boguslavskiy M. V., Neborskiy E. V. Perspektivy razvitiya sistemy Vysshego obra-zovaniya v Rossii. Internet-zhurnal Naukovedenie. 2015, Vol. 7, No. 3. Available at: http:// naukovedenie.ru/PDF/111PVN315.pdf (accessed: 18.06.2018). DOI: 10.15862/111PVN 315 (http://dx.doi.org/10.15862/111PVN315).
3. Nazarova T. S. (et al.) Instrumentalnaya didaktika: perspektivnye sredstva, sredy, tekhnologii obucheniya. Eds. T. S. Nazarova, K. M. Tikhomirova, D. N. Kozhevnikov. Moscow - St. Petersburg: Nestor-Istoriya, 2012. 436 p.
4. Kozhevnikov D. N. Razvitie kompleksov sredstv obucheniya v kontekste ponimani-ya i usvoeniya kategorii slozhnosti. Novoe v psikhologo-pedagogicheskikh issledovaniyakh. 2016, No. 1 (41), pp. 40-51.
Интернет-журнал «Проблемы современного образования» 2018, № 6
