CC BY
42
УДК 37.013/355.232.6 DOI: 10.17238^1998-5320.2020.14.4.16
О. В. Селезнёва1, Н. С. Кузнецова2
'Омский автобронетанковый инженерный институт - филиал Военной академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А. В. Хрулева, г. Омск, Российская Федерация
2Военная академия радиационной, химической и биологической защиты им. маршала Советского союза С. К. Тимошенко, г. Кострома, Российская Федерация
Когнитивная визуализация как способ активизации учебно-познавательной деятельности при работе с электронным учебником
Аннотация. Данная статья посвящена частному дидактическому вопросу - повышению эффективности использования средств наглядности в электронных учебниках для стимулирования когнитивных процессов обучающихся и повышения осознанности получаемых знаний. Область исследования - информационно-образовательная среда военного вуза, объект - использование электронных учебников при обучении экологии, предмет - проектирование визуально-информационных моделей для электронных учебников по экологии. Методологической основой исследования послужила теория инструментальной дидактики (В. Э. Штейнберг, Н. Н. Манько), уходящая корнями в идеи П. Я. Гальперина об ориентировочных основах действий и Н. Ф. Талызиной об управлении процессами усвоения знаний. Статистическая достоверность результатов педагогического эксперимента подтверждена с использованием критерия Манна - Уитни. Уточнены типы средств когнитивной визуализации, используемые в контенте электронных учебников по военной экологии. Приведены методические рекомендации по разработке дидактических моделей для контента электронных учебников, а также учебных задач для включения их в учебно-познавательную деятельность обучающихся. Материал статьи может представлять интерес для преподавателей, разрабатывающих авторские электронные пособия, а также всех тех, кто стремится к повышению информационной культуры образовательной среды.
Ключевые слова: обучение экологии, электронный учебник, дидактический дизайн, знаково-символиче-ские модели, экологическое мышление.
Дата поступления статьи: 28 июня 2020 г.
Для цитирования: Селезнёва О. В., Кузнецова Н. С. (2020) Когнитивная визуализация как способ активизации учебно-познавательной деятельности при работе с электронным учебником // Наука о человеке: гуманитарные исследования. Т. 14. № 4. С. 128-138. DOI: l0л72з8/issm998-5320.2020л4.4л6.
Проблема и цель. Электронные учебники прочно вошли в практику профессионального обучения как дидактическое средство, обладающее специфическими функциями, направленными на повышение эффективности обучения за счёт комплексного представления учебного материала, возможности автоматизации процесса обучения, увеличения степени доступности учебной информации, создания индивидуальных образовательных маршрутов, обеспечения одновременности вербального и образного способов передачи учебной информации с максимальным задействованием всех каналов восприятия и т. д. [1-3].
Ожидаемый педагогический эффект от использования электронного учебника как элемента информационной образовательной среды вуза в первую очередь связан:
- с повышением индивидуальной познавательной активности обучающихся за счёт полу-
чения информации напрямую через свои сенсорные каналы восприятия и непосредственного включения в деятельность по её осмыслению и использованию путём решения системы прак-тико-ориентированных учебных задач, а также за счёт возможности выбора и коррекции (при необходимости) образовательной траектории, возможности вернуться к требуемым блокам информации и т. д.;
- с изменением статуса педагога в связи с переходом из категории «сообщающего информацию» в категорию наставника, тьютора, помощника в организации процесса самостоятельного изучения дисциплины.
Обязательное использование электронных учебников является стимулом для разработки авторских версий, адаптированных под методическую систему преподавания дисциплины на конкретной кафедре [3]. Однако в настоящее время
Part 2. Pedagogical Science
ещё не сложились методические традиции по разработке и использованию электронных учебников в практике профессионального образования. Так, экспертиза электронных учебников, проведённая в Омском автобронетанковом инженерном институте (ОАБИИ) дает основание полагать, что в большинстве случаев разработчики действуют по аналогии с созданием учебно-методического комплекса, в основу которого положен текстовый учебник, оснащённый средствами навигации и гиперссылок, мультимедийными презентациями, дублирующими иллюстративное сопровождение лекционных и практических занятий, а также системой компьютерного тестирования. Использование электронного учебника как элемента инновационных технологий осуществляется в рамках реализации метода наглядности в объяснительно-иллюстративной системе обучения.
Предположение о том, что положительный педагогический эффект от использования электронных учебников при традиционном подходе неочевиден, подтверждено результатами проведённого исследования. В качестве объекта выбран процесс использования электронного учебника по экологии; предмет - качество усвоения учебного материала при использовании электронного учебника. В эксперименте задействованы три учебные группы курсантов 4 курса, в которых электронный учебник в процессе изучения дисциплины:
- не использован - контрольная группа (КГ);
- использован для организации самостоятельной работы во внеаудиторное время - экспериментальная группа 1 (ЭГ1);
- использован на всех типах учебных занятий и на самостоятельной подготовке во внеаудиторное время - экспериментальная группа 2 (ЭГ2).
Поскольку использование электронных учебников направлено на улучшение процесса передачи знаний, стимулирование мыслительных процессов, а важнейшим индикатором эффективности обучения является применение полученных за партой навыков при решении реальных профессиональных задач [4, с. 398; 5, с. 425], критерии эффективности изучения учебного материала выбраны следующие:
1) установление логических связей между понятиями и явлениями;
2) применение теоретических знаний (полученных при самостоятельном изучении темы) для решения прикладных задач;
3) время поиска нужной информации в учебной литературе.
По каждому критерию проведено попарное сравнение результатов между всеми группами. Достоверность выявленных различий проверена с использованием и-критерия Манна - Уитни (и = 60; и =47).
у крит р<0,01 7 крит р<0,05 у
Значимые различия выявлены только по третьему критерию (времени поиска нужной информации) при сравнении экспериментальных и контрольной групп (иэксп ЭГ1 / КГ - 5; иэксп ЭГ2 / КГ - 3), при этом сравнение результатов экспериментальных групп между собой значимых различий не дало (иэксп ЭГ1 / ЭГ2 - 71).
Результаты исследования подтверждают мнение о том, что эффективность использования электронных учебников определяется особым способом передачи учебной информации и спецификой организации учебно-познавательной активности обучающихся, а технические характеристики электронного учебника как программного продукта лишь дополняют и усиливают его дидактические возможности [2].
Очевидно противоречие между желанием получать качественно новый образовательный результат, используя электронный учебник как инновационный образовательный ресурс, и недостаточно разработанной методикой их проектирования и использования.
Одно из направлений решения выявленного противоречия заключается в пересмотре принципов создания контента электронного учебника в соответствии с требованиями «компьютерной эпохи» и учётом ведущих каналов получения информации у современного поколения обучающихся [6, 7]. К числу таких направлений отнесем:
- клиповый способ предоставления информации, обеспечивающий восприятие максимального объёма за минимальное время;
- непринуждённость в выборе и выход за границы представленного материала, лёгкое изменение доминирующих каналов или сочетание способов получения информации;
- одновременное ощущение достаточности и незаконченности, когда, с одной стороны, получены все необходимые сведения и рекомендации, с другой - при изменении целевых установок содержание может быть углублено, а структура - разветвлена;
- яркость и привлекательность при явной практической значимости, достигнутая при правильном с точки зрения дидактического дизайна [8] сочетании художественной привлекательности и логического смысла в одном фрагменте учебной информации;
- структурированность не только самого электронного учебника (разветвлённое содержание), но и его контента, обеспечивающая за счёт средств компьютерных программ лёгкий переход между информационными блоками и разделами и т. д.
Очевидно, что особую роль в создании эффективного контента электронного учебника приобретают средства визуализации учебной информации.
Цель данной статьи - исследовать возможности использования средств визуализации в электронных учебниках для стимулирования когнитивных процессов обучающихся и усиления осознанности получаемых знаний на примере электронных учебников по экологии для курсантов военного вуза.
Методология и методы исследования. Методологической основой исследования послужили идеи П. Я. Гальперина и Н. Ф. Талызиной о том, что учебное действие становится обобщённым и присвоенным субъектом обучения при условии его поэтапного формирования через активизацию и синтез действия во внешнем и внутреннем плане с разной степенью внешней опоры (П. Я. Гальперин) или ориентировочной основы действий (А. Н. Леонтьев). В дидактике всегда актуален вопрос создания инструментов, отвечающих тенденциям изменения информационно-образовательной среды, способных активизировать (на уровне материализованного действия) и поддерживать (на уровне внешней и внутренней речи) выполнение сложных мыслительных операций.
Современные ученые В. Э. Штейнберг и Н. Н. Манько разработали и обосновали методологические основы инструментальной дидактики и принципы дидактического дизайна [8-11]. Они утверждают, что модельная форма представления знания удобна не только для компактного хранения и передачи информации, но и для поддержки интеллектуальной деятельности на всех этапах получения знания и формирования умения. Поскольку дидактические модели всегда имеют искусственную природу, им присущ знаковый характер, а следовательно, и
такие свойства, как наглядность, образность, оперативность (В. В. Давыдов, А. У. Варданян, В. П. Зинченко). Знаковое фиксирование процесса решения любой задачи всегда материально воспроизводит (моделирует) умственные действия (М. В. Гамезо). Дидактические модели, отражающие в общем виде сущность, связи и отношения, позволяют обучающимся свободно ориентироваться в предстоящей деятельности, легче выявлять и показывать логические отношения, овладевать системой знаний (Н. Е. Кузнецова). Наличие структуры в системе учебного материала является необходимой предпосылкой для его последующего развития и преобразования (Л. С. Чернышова).
Поэтому дидактические информационные модели могут быть отнесены к категории средств когнитивной визуализации знаковой и / или знаково-символической природы.
Таким образом, информационные дидактические модели (К. Я. Хабибуллин) в контенте электронных учебников способны стать доминирующим средством:
- индикации и отображения реальной обстановки для создания и передачи знаний (А. Ф. Пухов) на основе ассоциативного мышления (О. А. Кондратенко);
- визуальной регуляции когнитивных стратегий (В. Э. Штейнберг, Н. Н. Манько) за счёт системного структурирования информации (О. А. Кондратенко) и организации продуктивного типа познавательной деятельности обучающихся (А. В. Калиниченко);
- обеспечения обмена знаниями (в электронном обучении) путём модельного представления изучаемой проблемы или выполняемой задачи с позиции педагога - разработчика модели и обучающегося - пользователя и преобразователя (В. В. Магалашвили, В. Н. Бодров).
Отбор содержания, разработка и использование дидактических моделей как средства когнитивной визуализации осуществляется в рамках когнитивно-визуальной технологии (О. А. Кондратенко) на основе принципов дидактического дизайна (В. А. Штейнберг, Н. Н. Манько, Е. В. Ткаченко).
Использование средств когнитивной визуализации в контенте электронного учебника происходит в рамках реализации принципов наглядности, системности, систематичности и по-
Part 2. Pedagogical Science
следовательности, прочности, научности, связи теории с практикой; сами же они являются полифункциональным дидактическим средством:
- с позиции преподавателя: преобразования учебной информации, управления учебно-познавательной активностью обучающихся на всех этапах образовательного процесса, диагностики качества усвоения дисциплины, представления справочного материала (Л. А. Айдарова, А. Н. Леонтьев, Н. Е. Кузнецова, Н. И. Полипко);
- с позиции обучающегося: получения новых знаний, развития абстрактного мышления, интеллектуальных и творческих способностей (И. В. Герасимова, О. В. Филатова, Е. В. Быстрицкая).
Результаты. Проведённый теоретический анализ вопроса использования средств когнитивной визуализации электронного учебника для активизации учебно-познавательной деятельности (УПД) обучающихся позволяет утверждать следующее.
1. Цель использования электронного учебника в образовательном процессе определена, с одной стороны, деятельностью педагога, с другой - запросом со стороны обучающихся. Педагог разрабатывает содержание и структуру электронного учебника, ориентируясь на квалификационные требования к подготовке специалистов, дидактические традиции военного вуза, собственный методический стиль, и пересматривает методику обучения с позиции использования электронного учебника в образовательном процессе [12, С. 123]. «Запрос» от обучающихся формируется как учёт психофизиологических, интеллектуальных, профессионально одобряемых качеств будущих пользователей электронного учебника и на его основе происходит коррекция методики использования имеющегося контента с учётом реальных показателей оценки качества усвоения учебного материла.
2. Дидактические модели следует рассматривать с точки зрения деятельности преподавателя - для организации УПД обучающихся и реализации методов обучения экологии - и обучающихся - для получения информации, формирования знаний, умений, развития мышления, проявления творческого подхода к получению и применению знаний и т. д.
3. Дидактические модели в деятельности преподавателя используются в готовом виде как часть учебно-методических материалов и / или
проектируются согласно собственному методическому стилю.
4. В деятельности обучающихся используются дидактические модели, предлагаемые в готовом виде и / или проектируемые в самостоятельной поисково-творческой деятельности.
5. Основой создания средств когнитивной визуализации для электронных учебников являются модели, не просто обеспечивающие фиксацию знаний по определённой теме, а активизирующие мыслительные процессы при изучении нового материала и используемые в дальнейшем в практической деятельности военнослужащего в качестве опорных блок-схем ориентировочной основы действий (табл. 1).
Таблица 1 - Примеры использования в курсе военной экологии средств когнитивной визуализации согласно классификации В. Э. Штейнберга, Н. Н. Мань-ко [9], А. Ф. Пухова [13], Т. А. Гавриловой [14]
СКВ Пример содержания дидактической модели
Тип Характеристика
Карта аргументов Активизирующая опыт, визуализирующая данные Цели и задачи природоохранной деятельности в воинских частях
Карта стратегий Концептуально- реализующая визуализация План обеспечения экологической безопасности в воинской части
Диаграмма Венна Сравнительно-сопоставительная визуализация связей Сравнение понятий «экологическая система» и «военная экологическая система»
Дерево функций Концептуально-генерирующая визуализация данных и связей Обязанности военнослужащих в области охраны окружающей среды
Диаграмма Исикавы Преобразующая информацию визуализация данных и связей Поиск причины несоблюдения экологических требований
Диаграмма Ганта Концептуально-реализующая и контрольно-регулятивная визуализация данных План сезонных мероприятий по ликвидации загрязнений почв
Продолжение таблицы 1 - Примеры использования в курсе военной экологии средств когнитивной визуализации согласно классификации В. Э. Штейнберга, Н. Н. Манько [9], А. Ф. Пухова [13], Т. А. Гавриловой [14]
6. УПД обучающихся при работе со средствами когнитивной визуализации в электронных учебниках должна быть направлена на формирование:
- ключевых компетенций: навыков самообразования, логического мышления, умения работать с информацией, готовности к проведению экологических занятий с личным составом, включённости в экологические коммуникации, творческого потенциала;
- предметных компетенций: интереса к изучению дисциплины, осознания практической значимости экологических знаний для успешности в военной деятельности;
- метапредметных компетенций: алгоритмов организации и проведения мероприятий по обеспечению экологической безопасности в воинских частях и подразделениях в служебной, эксплуатационной и военно-педагогической деятельности.
7. Для обеспечения эффективности обучения учебный материал, размещаемый в электронном учебнике, на первом этапе знакомства с темой, должен быть представлен в виде дидактической информационной модели, что обеспечит быстрое считывание информации, лёгкое ориентирование в структуре темы, определит выбор траектории её изучения.
8. На этапе разработки электронного учебника авторы определяют тематический блок, который должен стать опорным при изучении темы, и создают дидактические модели, учитывая тип и характер содержания. Возможности использования разных видов дидактических моделей в курсе военной экологии показаны в табл. 2.
9. Каждая дидактическая модель может быть использована как [5]:
- источник получения информации, в том числе и справочного характера. Например, анализируя схему, представленную на рис. 1, обуча-
ющиеся получают сведения о типах предельно допустимых концентраций (ПДК), нормирующих экологическую обстановку в разных территориальных зонах воинской части, а также, в частности, о значении ПДК угарного газа;
- средство формирования знаний путём постановки учебных проблем и создания проблемных ситуаций, установления внутри- и междисциплинарных связей, обобщения и систематизации, закрепления и повторения изучаемого учебного материала (например, если стоит цель раскрыть экологический смысл использования разных типов ПДК для нормирования экологической обстановки в воинской части);
- вариант применения имеющихся знаний для прогнозирования и получения новых знаний об оригинале и / или неизвестных (на данном этапе обучения) объектах (В. В. Магалашвили) (например, исходя из схемы, представленной на рис. 1, можно раскрыть назначение санитар-но-защитных зон (СЗЗ).
10. Представленные в электронных учебниках средства когнитивной визуализации важно использовать в трёх направлениях:
- «модель - информация»: обучающиеся работают с готовыми моделями через систему контрольных вопросов и учебных заданий, обучение направлено на формирование целостного восприятия закодированной информации, исследование моделей для получения сведений о существенных признаках изучаемых понятий, явлений, процессов и т. д.;
- «модель - модель*»: обучающиеся работают с готовой моделью, а далее полученную информацию от одной или нескольких моделей «перекодируют» в модели другого типа, отражающие другие признаки или используемые в других целях;
- «информация - модель»: обучающиеся самостоятельно проектируют дидактические модели путём абстрактного обобщения результатов изучения темы или на основе практического опыта.
11. Одна и та же дидактическая модель может быть использована для достижения разного образовательного результата (табл. 3).
12. Для активизации УПД обучающихся при работе с дидактическими моделями должна быть разработана система учебных задач, направленных на использование и самостоятельное моделирование когнитивных средств визуализации.
Рефлексия,
Контрольно- обобщение
Карты экологических
регулятивная знаний, опыта
знаний визуализация
метафор практической
экологической
деятельности
ISSN 12587-943Х (Online)
Part 2. Pedagogical Science
Таблица 2 - Примеры когнитивной визуализации учебного материала по военной экологии согласно тематическому плану изучения дисциплины в ОАБИИ
Тема, занятие в курсе военной экологии Материал для визуализации Тип модели
для изучения как результат изучения
Экологические системы (тема 1, лекция) Трофические связи в экосистемах Схема трофических связей в общем виде Диаграммы численности и биомассы
Нормирование качества окружающей среды (тема 2, лекция) Типы нормативов качества Классификационная схема нормативов Алгоритмическая блок-схема выбора нормативов
Правовые вопросы военной экологии (тема 3, семинар) Виды ответственности за экологические правонарушения Инфографика с изображением противоправных действий и их последствий для окружающей среды в целом и нарушителя в частности Система предупреждающих и / или запрещающих экологических знаков (аналогичная дорожным), отражающая свод экологических требований
Оценка качества атмосферного воздуха в период массового выхода техники из парка воинской части (тема 4, практическое занятие) Ход решения задачи Граф-дерево выполнения оценки Схема парка воинской части с указанием средств и способов снижения загрязнения
Ликвидация загрязнения почвы разливами нефтепродуктов (тема 5, семинар) Методы и способы очистки почв Дерево решений по выбору стратегии, карты аргументов Технологические карты
Таблица 3 - Примеры использования карты аргументов для достижения уровней обученности
«знать», «уметь», «владеть»
Карта аргументов «Зачем военному инженеру изучать основы экологии?»
Тип использования
в готовом виде представлена в электронном учебнике продукт учебно-познавательной деятельности обучающихся
Место в структуре электронного учебника
введение в дисциплину подведение итогов по разделу или дисциплине
Дидактический уровень «знать»
передача знаний в концентрированном структурированном формате в виде яркого привлекающего внимание схематического изображения диагностика полноты знаний по теме или проверяемому тематическому блоку путём выполнения учебного задания на построение новой или дополнение предложенной во введении модели
Дидактический уровень «уметь»
выполнять деятельность с опорой на алгоритм, строить рассказ по схеме, приводить примеры, раскрывающие суть каждого элемента в схеме синтезировать, обобщать, классифицировать, отражать практико-ориентированную составляющую изучения непрофильных дисциплин в виде моделей различных типов
Дидактический уровень «владеть»
дополнять сведения, отражённые в модели, своими аргументами перекодировать информацию в другой тип модели, организовать на основе предложенной модели учебную дискуссию, при самостоятельном проектировании модели карты аргументов прийти к переосмыслению вопроса, к осознанию проблемы
Таблица 4 - Пример использования средств когнитивной визуализации (СКВ) для активизации учебно-познавательной деятельности (УПД)
-рь
СКВ Учебное задание Характер УПД Метод организации УПД Результат использования СКВ
Цель использования Дидактическая функция
Познакомить с типами ПДК, нормирующими качество атмосферного воздуха на территории воинской части Описательная Перечислите типы ПДК, нормирующие экологическую обстановку в разных территориальных зонах воинской части Репродуктивный Конспектирование Перечень типов ПДК
Раскрыть принцип оценки качества атмосферного воздуха Объяснительная В приземном слое воздуха обнаружен угарный газ, концентрация которого составила Ссо = 12 мг/м3. В какой территориальной зоне воинской части экологическая обстановка будет оценена как относительно удовлетворительная? Эвристический Логическое задание, вывод формулы Вывод о том, что в основе оценки экологической обстановки лежит сравнение фактической предельно допустимой концентраций загрязняющих веществ
Раскрыть экологический смысл использования разных типов ПДК для нормирования экологической обстановки в воинской части Объяснительная Составьте классификационную схему нормативов качества атмосферного воздуха, исходя из данных на рис. 1 Продуктивно-творческий, классификационный Анализ имеющейся модели, самостоятельное перекодирование информации в другую знаковую / знаково-символическую модель Классификационная схема
Раскрыть назначение санитарно-защитных зон (СЗЗ) Объяснительная Сравните значение ПДК в зонах: а) рабочей и санитарно-защитной; б) санитарно-защитной и селитебной. Основываясь на экологической роли СЗЗ, составьте схему-изображение территории с указанием природных и техногенных объектов, расположенных в трех смежных зонах, включая СЗЗ. Продуктивно-творческий, сравнительный Логическое задание, моделирование Экологическая карта участка территории воинской части
Осознание обучающимися необходимости экологической безопасности. Формирование сознательного подхода к мероприятиям по её обеспечению Прогностическая Выскажите предположения о том, как увеличение числа единиц техники в парке воинской части отразится на состоянии атмосферного воздуха в военном городке при условии, что ширина санитарно-защитной зоны соответствует нормативу. Разработайте перечень мероприятий по предупреждению ухудшения экологической обстановки Исследовательский Обобщение, реализация внутри- и междисциплинарных связей, обучение стратегии формирования правил и принципов Перечень мероприятий по обеспечению экологической безопасности, в частности по защите атмосферного воздуха
со
СЛ <£>
со со
-у СП
<£> СО
-р*. Гчо
СО О
X—.
5
со
о* §
N
сь о* аз си
0 си с -с
сь §
с сь
1
I
с
I
Ш <
*
Ш О
X
^
О
00 ф
5
п
<
Ш X
Ч
ш
"О X
о-
ф
о ф
За О 00 ш
X X а
ю
■
м о м о
Part 2. Pedagogical Science
В табл. 4. приведены примеры разных типов учебных задач, которые могут быть использованы при работе с дидактической моделью (рис. 1) в зависимости от характера организации УПД и ожидаемого результата.
<d
*
s* «
м о и о
I-
с к
Л „ v S
О S S v н . S <d о
« I
5 S
tu о V «
S S Z s
л о. и о
s £
h S « &
й — О
и S
, и
и о
к
&
s №
Методические рекомендации по разработке средств когнитивной визуализации для контента электронных учебников
1. Главный тезис изучаемой темы может быть выражен в форме знаковой или знаково-симво-лической модели. Структурирование обеспечивает сжатие содержания, выделение оптимальной структуры системы понятий, её инварианта. При локальном структурировании важно учитывать уровневый характер содержания теоретических систем, позволяющий выделить в них теоретическое ядро, сферу и периферию. Теоретическое ядро системы понятий отражает все-
общие признаки и отношения обобщаемых объектов. Важным методологическим принципом локального структурирования здесь является принцип минимума элементов.
2. Тип дидактической модели зависит от характера изучаемого материала (табл. 1).
3. Каждая модель может быть как обобщена, так и развёрнута, включена в общую схему экологических знаний, интерпретирована с точки зрения внутри- и междисциплинарных связей, включая связь с военно-профессиональными дисциплинами.
4. Используемые для кодирования знаки и символы должны иметь достаточно простую однозначную интерпретацию. При этом знак отражает обобщённые свойства реальных предметов, а символ представляет сознанию в наглядно-образной форме уже означенные понятия, т. е. является как бы знаком второго порядка (Е. Е. Сапогова). Толкование смысла знако-во-символической модели может быть неоднозначным, но не должно выходить за рамки содержания и структуры модели.
5. Дидактическая модель должна быть привлекательна для курсанта, язык кодирования информации должен быть понятным и не допускать более одного варианта интерпретации.
7. Дизайн дидактической модели должен выражать индивидуальный стиль разработчика, отношение к представляемому материалу как через выбор изобразительных средств, так и через формат подачи.
8. Любая дидактическая модель должна ориентировать курсанта на применение полученных навыков в профессиональной деятельности.
9. Модель должна выгодно вписываться в общую концепцию электронного учебника по дисциплине.
10. Элементы модели (по возможности) должны быть оснащены гиперссылками на текстовое пояснение и давать возможность выхода на альтернативные форматы представления данного учебного материала.
11. Важно представлять не общие абстрактные модели, а решение конкретных задач на базе этих моделей. Другими словами, важна не модель ради красоты изображения и претензии на научность в представлении информации, а модель как ориентировочная основа действий.
Раздел 2. Педагогические науки
Методические рекомендации по разработке системы учебных задач (СУЗ) для работы со средствами когнитивной визуализации (СКВ) в электронных учебниках
1. При работе с СКВ актуализировать анали-тико-синтетические способности обучающихся путём включения обучающихся в деятельность по решению задач (табл. 4).
2. Задачи в СУЗ должны быть направлены на пооперационное с последующей интеграцией восприятие, осмысление, усвоение и применение учебного материала (табл. 4).
3. Задачи должны быть направлены на усвоение предметного содержания, формирование компетенций, предусмотренных ФГОС и КТ, развитие логического мышления, творческого потенциала, решение задач должно обеспечивать экологические коммуникации разного уровня (табл. 1-4).
4. Обратить внимание на включение в СУЗ задач, направленных на реализацию опыта эмоционально-ценностной деятельности (табл. 1, диаграмма Исикавы).
Заключение. В статье изложен научно-педагогический подход к формированию контента электронного учебника с целью повышения эффективности его использования в качестве дидактического средства для обучения курсантов как под руководством преподавателя, так и полностью самостоятельно. Основой формирования контента должны стать:
- законы общей экологии как концептуальные основы формирования экологического сознания курсантов;
- принципы и требования экологической безопасности, необходимые для эффективного осуществления служебной и эксплуатационной профессиональной деятельности военнослужащих;
- основные положения экологической педагогики как методологическая основа формирования военно-педагогических навыков курсантов.
Доминирующей формой представления учебного материала должна стать система дидактических моделей когнитивно-визуального типа:
- изоморфно отражающая свойства учебного материала;
- позволяющая выстраивать процесс изучения экологии на основе демонстрации связи между понятиями, отражения существенных отношений, определения закономерностей, причинно-следственных связей т. д.
Включение средств когнитивной визуализации в контент электронных учебников обеспечит структурированность учебного материала и придаст определённое направление учебно-познавательной деятельности, т. е. обеспечит ознакомление с принципом работы с моделями, получение информации по средствам «раскодирования», самостоятельное моделирование и прогнозирование, повышение интереса и творческой активности, - одним словом, будет способствовать развитию информационной культуры обучающихся.
Перспективные направления исследования данной темы:
- исследование влияния на качество образовательных результатов полифункционального использования дидактических моделей в электронном учебнике при комбинированном типе обучения и при изучении учебного материла полностью самостоятельно;
- разработка и внедрение в методическую практику военного вуза обучающего цикла ин-структорско-методических занятий для профессорско-преподавательского состава по основам дидактического дизайна;
- коррекция контента электронных учебников по типу «дидактическая модель - учебные задачи»;
- разработка методики обучения курсантов основам знаково-символического моделирования и внедрение её в рамках занятий научных кружков вуза.
Источники
1. Бакленева С. А. Оптимизация самостоятельной деятельности курсантов посредством электронного учебника контекстного типа // Балтийский гуманитарный журнал. Тольятти, 2017. № 4 (21). С. 250-253.
2. Иванова Е. О. Электронный учебник - предметная информационно-образовательная среда самостоятельной работы учащихся // Образование и наука. Екатеринбург : Изд-во РГППУ, 2015. № 5 (124). С. 118-128.
3. Хамула Л. А. Педагогические особенности разработки электронного учебника в военном вузе [Электронный ресурс] // Концепт. 2016. № 7. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/pedagogicheskie-osobennosti-razrabotki-elektronnogo-uchebnika-v-voennom-vuze (дата обращения: 27.04.2020).
ISSN 12587-943Х (Online)
Part 2. Pedagogical Science
4. Селезнёва О. В., Мамаева Н. А. Уровни развития культуры экологоориентированного профессионального мышления курсантов // Экопсихологические исследования - 6: экология детства и психология устойчивого развития: сборник научных статей /отв. ред. В. И. Панов. М. : ФГБНУ «Психологический институт РАО»; Курск: Университетская книга, 2020. С. 396-400.
5. Магалашвили В. В., Бодров В. Н. Ориентированная на цели визуализация знаний // Образовательные технологии и общество. Казань : КНИТУ, 2008. № 1. С. 420-433.
6. Кулакова А. Б. Поколение Z: теоретический аспект [Электронный ресурс] // Вопросы территориального развития. 2018. № 2 (42). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/pokolenie-z-teoreticheskiy-aspekt (дата обращения: 15.05.2020).
7. Захарова В. А. Студенты поколения Z: реальность и будущее // Научные труды Московского гуманитарного университета. М. : Изд-во Мос. гум. ун-та, 2019. № 4. С. 47-55.
8. Ткаченко Е. В., Манько Н. Н., Штейнберг В. Э. Дидактический дизайн - инструментальный подход // Образование и наука. Екатеринбург : Изд-во РГППУ, 2006. № 1.
9. Штейнберг В. Э., Манько Н. Н. Современный дидактический регулятив: теория и технология // Отечественная и зарубежная педагогика. М. : Инст-т стратегии развития образования РАО, 2019. Т. 1. № 5 (62). С. 160-183.
10. Штейнберг В. Э., Мустаев А. Ф. Основания графической реализации логико-смыслового моделирования в дидактике // Образование и наука. Екатеринбург : Изд-во РГППУ, 2017. Т. 19. № 3. С. 46-76.
11. Манько Н. Н. Когнитивная визуализация дидактических объектов в активизации учебной деятельности // Известия Алтайского государственного университета. Барнаул : Изд-во АГУ, 2009. № 2. С. 22-28.
12. Селезнёва О. В. Оценка качества экологической подготовки военного специалиста в рамках образовательного процесса в вузе // Наука о человека: гуманитарные исследования. Омск : Изд-во ОмГА, 2019. № 1(35). С. 122-129.
13. Пухов А. Ф. О «Периодической» таблице методов визуализации // Компьютерные инструменты в образовании. СПб : Изд-во С.-Петерб. гос. электротех. ун-та, 2009. № 1. С. 52-56.
14. Гаврилова Т. А., Кудрявцев Д. В., Лещева И. А., Павлов Я. Ю. Об одном методе классификации визуальных моделей // Бизнес-информатика. М. :. Высшая школа экономики, 2013. № 4 (26). С. 21-34.
Информация об авторах
Селезнёва Ольга Владимировна
Кандидат педагогических наук, доцент кафедры физико-математических дисциплин. Омский автобронетанковый инженерный институт Военной академии материально-технического обеспечения им. генерала армии А. В. Хрулёва (644098, РФ, г. Омск, п. Черёмушки, 14-й военный городок, 119). ORCID ID: http:0rcid.0rg/0000-0003-3973-4418. E-mail: [email protected]
Кузнецова Наталья Сергеевна
Кандидат технических наук, доцент кафедры математики, информатики и физики. Военная академия радиационной, химической и биологической защиты им. маршала Советского союза С. К. Тимошенко (156013, РФ, г. Кострома, ул. Горького, 16). ORCID ID: http:0rcid.0rg/0000-0003-1818-3602. E-mail: [email protected]
O. V. Selezneva1, N. S. Kuznetcova2
1Branch 0f Khrulev Military Academy 0f Lügistics in Omsk, Omsk Tank-Aut0m0tive Engineering Institute,
Omsk, Russian Federati0n
2Marshal Semy0n Tim0shenk0 Nuclear, Bi0l0gical and Chemical Pr0tecti0n Military Academy, K0str0ma, Russian Federati0n
Cognitive visualization as a way to promote educational and cognitive activity when working with an electronic textbook
Abstract. The following study is devoted to a particular didactic question i.e. the way increasing the e-textbook visuals efficiency in order to stimulate students' cognitive processes and to increase the perceptions of knowledge. The field of study is the information and educational environment of a military university; the object is the use of electronic textbooks when
teaching ecology; the subject is the design of visual information models for ecology e-textbooks. The methodological basis of the study is the theory of instrumental didactics (V.E.Steinberg, N.N. Manko) originated from the ideas of P. Ya. Halperin (about the tentative bases of actions) and N.F. Talyzina (on the management of knowledge assimilation processes). The statistical reliability of the pedagogical experiment results is confirmed using the Mann - Whitney criterion. The types of cognitive visualization tools used in the content of electronic textbooks on military ecology have been clarified. The study proposes some methodological recommendations to design didactic models for the e-textbooks content, as well to design case studies to be included into the students' educational and cognitive activities. The study facts may be of interest to teachers designing original e-textbooks, as well as for any person contributing the educational environment information culture.
Keywords: ecology teaching, e-textbook, didactic design, symbolic models, ecological thinking.
Paper submitted: June 28, 2020.
For citation: Seleznyova O. V., Kuznetsova N. S. (2020) Cognitive visualization as a way to promote educational and cognitive activity when working with an electronic textbook. The Science of Person: Humanitarian Researches, vol. 14, no. 4, pp. 128-138. DOI: I0.i7238/issni998-5320.2020.i4.4.i6.
References
1. 1. Bakleneva S. A. (2016) Optimization of independent activity of cadets through an electronic textbook contextual type. Baltic humanitarian journal, 2017, no. 4 (21), pp. 250-253. (In Russian).
2. Ivanova E. O. (2015) Electronic textbook-subject information and educational environment for independent work of students. Education and science, 2015, no. 5 (124), pp. 118-128. (In Russian).
3. Khamula L. A. (2016) Pedagogical features of developing an electronic textbook in a military University [Electronic resource]. Concept, 2016, no. 7. Available at: https://cyberleninka.ru/article/nZpedagogicheskie-osobennosti-razrabotki-elektronnogo-uchebnika-v-voennom-vuze (accessed 27.04.2020). (In Russian).
4. Selezneva O. V., Mamayeva N. A. (2020) Levels of development of culture of ecological-oriented professional thinking of cadets. Ecopsychological research-6: ecology of childhood and psychology of sustainable development: collection of scientific articles. Moscow: Psychological Institute of RAO ; Kursk : University book, 2020, pp. 396-400. (In Russian).
5. Magalashvili V. V., Bodrov V. N. (2008) Goal-Oriented visualization of knowledge. Educational technologies and society, 2008, no. 1, pp. 420-433. (In Russian).
6. Kulakova A. B. (2018) Generation Z: theoretical aspect [Electronic resource]. Issues of territorial development, 2018, no. 2 (42). Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/pokolenie-z-teoreticheskiy-aspekt (accessed: 15.05.2020). (In Russian).
7. Zakharova V. A. (2019) Students of generation Z: reality and the future. Scientific works of the Moscow University for the Humanities, 2019, no. 4. pp. 47-55. (In Russian).
8. Tkachenko E. V., Manko N. N., Steinberg V. E. (2006) Didactic design-instrumental approach. Education and science, 2006, no. 1, pp. 58-67. (In Russian).
9. Steinberg V. E., Manko N. N. (2019) Modern didactic regulative: theory and technology. Domestic and foreign pedagogy, 2019, V. 1, no. 5 (62), pp. 160-183. (In Russian).
10. Steinberg V. E., Mustaev A. F. (2017) Bases of graphic implementation of logical-semantic modeling in didactics. Education and science, 2017, V. 19, no. 3, pp. 46-76. (In Russian).
11. Manko N. N. (2009) Cognitive visualization of didactic objects in the activation of educational activity. News of the Altai state University, 2009, no. 2, pp. 22-28. (In Russian).
12. Selezneva O. V. (2019) Assessment of the quality of environmental training of a military specialist in the educational process at a University. The Science of Person: Humanitarian Researches, 2019, no. 1 (35), pp. 122-129. (In Russian).
13. Pukhov A. F. (2009) On the "Periodic" table of visualization methods. Computer tools in education, 2009, no. 1, pp. 52-56. (In Russian).
14. Gavrilova T. A., Kudryavtsev D. V., Lesheva I. A., Pavlov Ya. Yu. (2013) On a method for classifying visual models. Business Informatics, 2013, no. 4 (26), pp. 21-34. (In Russian).
Information about the authors
Olga V. Selezneva
Cand. Sc. (Pedagogy), Associate Professor. Branch of Khrulev Military Academy of Logistics in Omsk, Omsk Tank-Automotive Engineering Institute (14 Voenny gorodok, Omsk, 644098, Russian Federation). ORCID ID: http:orcid.org/0000-0003-3973-4418. E-mail: [email protected]
Natalia S. Kuznetsova
Cand. Sc. (Engineering), Associate Professor. Marshal Semyon Timoshenko Nuclear, Biological and Chemical Protection Military Academy (16 Gorky st., Kostroma, 156013, Russian Federation). ORCID ID: http:orcid.org/0000-0003-1818-3602. E-mail: [email protected]
© О. В. Селезнёва, Н. С. Кузнецова, 2020
