CC BY
23УДК 159.9.07
doi:10.18720/SPBPU/2/id23-55
Макарова Елена Александровна,
профессор, д-р психол. наук, профессор
КОГНИТИВНЫЕ КАРТЫ КАК ИНСТРУМЕНТ ВИЗУАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Россия, Ростов-на-Дону, ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»,
makarova.h@gmail.com
Аннотация. Визуализация информации, особенно учебной, — это тенденция времени, вербальное представление информации уступает место невербальному представлению больших объемов перцептивного опыта человека в виде ментальных схем, когнитивных карт, фреймов, сценариев и прочих графически сжатых форм, направленных на заполнение небольших пространств большими объемами информации, удобными для восприятия, компактными для хранения и структурированными для воспроизведения.
Ключевые слова: визуализация информации, ментальные схемы, когнитивные карты, сжатие, перцептивный опыт, фиксированные шаблоны, концепты.
Elena A. Makarova,
Professor, Doctor of Psychology, Professor
COGNITIVE MAPS AS A TOOL FOR EDUCATIONAL MATERIAL
VISUALIZING
Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia, makarova.h@gmail.com
Abstract. Visualization of information, especially for teaching, is a symbol of time, the verbal representation of information gives way to non-verbal representation of large volumes of human perceptual experience in the form of mental diagrams, cognitive maps, frames, scenarios and other graphically compressed forms aimed at filling small spaces with large volumes of information, convenient for perception, compact for storage and structured for playback.
Keywords: information visualization, mental schemas, cognitive maps, compression, perceptual experience, fixed patterns, concepts.
Введение
Визуальные исследования как самостоятельное исследовательское поле сформировалось менее полувека назад. Один из ведущих теоретиков визуальных исследований Дж. Т. Митчел отмечал, что именно в гуманитарных науках произошел настоящий переворот, ознаменовавшийся появлением многочисленных работ, посвященных визуальной культуре.
Под эгидой визуальных исследований работают представители различных областей научного знания — философы, антропологи, социологи, педагоги, психологи, искусствоведы, культурологи, политологи и т. д. Кроме того, начинает усиленно разрабатываться такое направление, как компьютерная визуализация, занимающаяся в основном проектированием интерактивных визуальных сред для решения прикладных научных задач при помощи компьютера, так что интерес к теме визуальности выходит за рамки только гуманитарных и общественно-научных исследований [1].
Выполнение повседневных действий, таких как рутинный поход в библиотеку, выбор книги из книжного шкафа или с полки, донесение ее до стола библиотекаря, регистрация в карточке читателя и возвращение домой — это сложная последовательность действий, далеко превосходящая любое известное формальное его описание. Такие рутинные действия предполагают координацию множественных актов восприятия, познания, движения и осмысления в трехмерном пространстве картины мира. Именно эти обыденные действия, скорее всего, откроют основные особенности человеческого мышления и языка. Рутинный поход в библиотеку зависит от долгой истории более простых эмпирических паттернов, отфильтрованных культурой и людьми. Точная природа и количество этих более простых паттернов до сих пор не совсем понятны, но одна сущность, предложенная в качестве поддерживающей структуры для человеческого мышления и языка, стала пробным камнем для всех когнитивных психологов. Этот объект известен как схема, он исследуется в разных областях науки, и там же находит практическое применение [4-6]. В схемах объекты не просто соединены друг с другом, схемы также включают информацию о пространственных отношениях между объектами, об их положении в окружающей среде, взаимодействии и обратной связи (см. рис.1).
Классическим источником теории схемы является концептуальная теория метафоры Лакоффа и Джонсона (1980) [14]. В своей теории они считают, что метафоры как базовые языковые явления отображают базовый когнитивный процесс человека, при этом главным в мыслительном процессе является не логика, а аналогия, то есть перенос содержания из одной области в другую. Впоследствии теория схемы сыграла важную роль в нескольких областях исследования: в психолингвистических исследованиях Гиббса [12], в когнитивном развитии, в поэзии и литературной критике, в лингвистических теориях грамматики, в математике, в вычислительном моделировании, в изучении иностранных языков [7, 8], для формирования медиа грамотности студентов [15, 16]. Если объяснять простыми словами, схема — это сжатое описание перцептивного опыта человека с целью сопоставления пространственной структу-
ры с концептуальной структурой. По словам Джонсона, эти паттерны «возникают для нас как значимые структуры, главным образом, на уровне движений тела» через пространство, наши манипуляции с объектами и наши перцептивные взаимодействия» [2]. Схемы ведут себя как «переработчики» пространственного и временного опыта, что может быть использовано при обучении. Эти дистиллированный опыт, в свою очередь, является тем, что когнитивная психология рассматривает как основу для организации знаний в систему и построение образа мира. Соответственно, поход в библиотеку и получение книги могут быть концептуально сгруппированы с целым рядом рутинных процедур, имеющих мало общего друг с другом, за исключением демонстрации той же самой образно-схематической структуры.
Схемы не являются ни изображениями, ни схемами в привычном смысле этих терминов, используемых в философии или антропологии. Это составная структура, исследуя каждую отдельную часть которой, человек получает представление о всеобщей структуре, именно таким образом и строятся знания в образовательном процессе.
Джонсон приписывает Иммануилу Канту разработку понятия схемы как способа соотнесения восприятия и понятий. Для Канта схемы — это структуры воображения, а воображение — это умственная способность, которая опосредует все суждения; следовательно, воображение есть способность синтезировать различные представления (чувственные восприятия, зрительные и слуховые образы, тактильные ощущения и т. д.) в понятия. Кантовская схема — это структура воображения, разделяемая индивидуумами, но несводимая к концептуальному содержанию. Понятие схемы — это что-то как «рациональность без правил» (Johnson 1987) [9, с. 161]. Например, Кант утверждает, что «... эмпирическое представление о тарелке однородно с чисто геометрическим представлением о круге, поскольку округлость, мыслимая в первом, созерцается во втором». Затем Кант использует этот пример, чтобы постулировать схемы как «опосредующее представление» без эмпирического содержания, «которое должно быть, с одной стороны, интеллектуальным, а с другой — чувственным» [3]. Таким образом, схемы — это фиксированные шаблоны, наложенные на восприятие, концепции для передачи осмысленных пр едставлений.
1. Описание предметной области
Несмотря на то, что исследователи смотрят иначе на понятие схемы и связанные с ним концепты, такие как «сценарий», «модель», «ментальная карта», «фреймы», «слоты», определение схемы как «когнитивного представления, включающего в себя обобщение по предполагаемому сходству между случаями использования» [13, с. 257], вероятно, положит
конец разногласиям между ними. Многократно «активируя» набор свойств определенным образом, люди вырабатывают схемы и фреймы «сверху вниз» для истолкования различных граней переживаний, причем каждый повторяющийся случай становится «организованной структурой объектов и отношений, которые еще предстоит заполнить конкретными деталями» [11, с. 48]. Например, вышеприведенный поход в библиотеку активирует схему БИБЛИОТЕКА, которая включает в себя слоты «библиотекарь», «каталог», «читатель», «консультант», и т. д., любой из которых может быть заполнен конкретными значениями и деталями.
Люди постоянно создают ментальные образы в процессе обучения. В когнитивной психологии термин «образ» вовлекает восприятие во все акты концептуализации. Понятия (даже абстрактные понятия) развиваются из представлений перцептивного конгломерата зрительных, слуховых, тактильных, моторных, обонятельных и вкусовых ощущений. Изображения — это всегда аналоговые представления о конкретных вещах или действиях. В то время как непосредственное восприятие составляет основу ментальных образов, сами образы являются абстракциями, в которые индивидуум может добавлять детали по мере того, как получает новый опыт. Детальная мысленная модель библиотеки характерна только для такого учреждения и никакого другого; вот почему я знаю, что нахожусь в библиотеке, а не в какой-то другой организации. Однако опыт работы с конкретным библиотечным учреждением может служить воображаемой основой для создания «схематизированного» мысленного образа культурно-образовательной организации.
2. Когнитивное моделирование образовательного процесса
Термин когнитивная карта был уже давно предложен Толме-ном [17]. В последние несколько лет он вновь получил широкое распространение вследствие возрастающего интереса психологов, педагогов и представителей других профессий к проблемам пространственной ориентации и схематического ее изображения. Этот интерес понятен: когнитивные карты жестко контролируют наше воображение, способствуют пониманию и запоминанию больших объемов информации. В значительной степени они и есть наше воображение (см. рис. 1). Когнитивные карты имеют ряд особенностей, рассмотрим следующие концепты:
V! - учитель;
V2 - ученик;
V3 - центральный образ: большая концептуальная идея в центре;
V4 - успешность системы ученик-учитель;
V5 - идея с помощью рисунков и символов;
V6 ^6-1, V6-2, V6-3) - пиктограммы (иконки; рисунки;смайлы);
V7 - творческий подход , включая выделение схожих характеристик одник цветом и контрастные цвета различий;
V8 - акронимы;
V9 - гетерархический подход к информации (напр. стилизованные рисунки, переход от толстых линий к тонким привлекают и удерживают внимание учащихся);
V10 - планирование дальнейшего воспроизведения информации;
V11 - превращение идеи в процесс;
V12 - неспособность обучаемого усвоить материал.
обучаемого
Рис. 1. Когнитивная карта образовательного процесса
О когнитивных картах часто говорится так, как, если бы они были умственными изображениями окружающей нас среды, которые можно разглядывать на досуге внутренним взором, в то время как их обладатель удобно расположился в кресле. Такое понимание выступает в отрывке, которым начинает свою книгу «Образ» Кеннет Боулдинг: «Сидя за своим письменным столом, я знаю, где я нахожусь. Я вижу перед собой окно;
за ним — несколько деревьев; затем красные крыши зданий Стэнфорд-ского Университета; дальше — деревья и верхушки крыш города Пало-Альто; еще дальше — голые золотистые склоны Гамильтоновых гор. Я знаю, однако, больше, чем вижу. Я знаю, что позади меня есть окно, хотя и не смотрю в том направлении, а за ним открывается маленький городок; далее — Береговые хребты, за ними — Тихий океан. Если я снова взгляну перед собой, то за горами, ограничивающими сейчас мой горизонт, есть, я знаю, широкая долина; за ней — цепь еще более высоких гор; за этими горами — снова хребет за хребтом, пока не появятся Скалистые горы; дальше — Великие равнины и Миссисипи; еще дальше — Восточное побережье, еще дальше — Атлантический океан...» [10].
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что ментальные схемы и когнитивные карты исторически определялись как фиксированный шаблон для упорядочивания конкретной информации, в котором большой объем информации можно было изобразить схематически для упорядочивания, структуризации, запоминания, хранения и дальнейшего развертывания в детальное описание. Отсутствие конкретики и содержания делает схемы очень гибкими предконцептуальными шаблонами, которые используются для развертывания в множестве контекстов.
При анализе сложные концептуализации соответствуют схеме изображения, которая включает в себя топологическую структуру, которая позволяет сгруппировать его с другими примерами. Приведенная в самом начале библиотека существует как исходная точка для многих других схем. Она также имеет внутреннее и внешнее пространство и, таким образом, способна вмещать людей и объекты. Построенная на основе данной схемы когнитивная карта может учитывать детали и подробности, а также взаимодействие между ними и направление движения для пользователей.
Учитывая междисциплинарный интерес, проявляемый к визуализации в рамках различных исследований, усиление роли визуальной информации в социальном пространстве по сравнению с вербальной, специальное изучение визуальной культуры, визуального восприятия, мышления и воображения, ментальные схемы и когнитивные карты ждет дальнейшее развитие и усовершенствование.
Список литературы
1. Имидж наука: иконология, визуальная культура и медиаэстетика. Чикаго, Иллинойс: Университет Чикаго P, 2015. Энциклопедия site:wikicsu.ru.
2. Джонсон Дж. M. Метафоры, которыми мы живем. - М., 2004.
3. Кант И. Критика чистого разума / Пер. с нем. сверен и отредактирован Ц. Г. Арзаканяном и М. И. Иткиным; Примеч. Ц. Г. Арзаканяна. - М.: Эксмо, 2007. -736 с.
4. Макарова Е. А. Культурные схемы и их роль в составлении языковой картины мира // В сборнике: Культурные и научно-образовательные стратегии по реализации национальных проектов-2024. Материалы I Международной научно-практической конференции. 2019. - С. 152-157.
5. Макарова Е. А. Визуализация и метакогнитивный мониторинг как средства повышения сознательности обучения // В сб.: Педагогическая деятельность как творческий процесс. Мат. Всероссийской научно-практической конф. с международным участием, 2018. - С. 263-278.
6. Макарова Е.А. Теория схем: история и перспективы развития // История российской психологии в лицах: Дайджест. 2018. - № 4. - С. 64-77.
7. Макарова Е.А. Применение теории схем для формирования культурных фоновых знаний студентов и их использование в преподавании иностранных языков. Москва, 2017. Сер. Научная мысль.
8. Макарова Е.А.Фредерик Ч. Бартлет и его теория схемы: современный взгляд. // История российской психологии в лицах: Дайджест. 2017. - № 6. - С. 114-120.
9. Johnson M. The Body in the Mind. The Bodily Basis of Meaning, Imagination, and Reasoning. - The University of Chicago Press, 1987.
10. Boulding Kenneth E. The Image: Knowledge in Life and Society. - University of Michigan Press, 1956.
11. D'Andrade R. The Development of Cognitive Anthropology. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995. - 288 p.
12. Gibbs Raymond W., Jr., Eric A. Berg. Mental Imagery and Embodied Activity // Journal of Mental Imagery. - 2002.- 26. - Pp. 1-30.
13. Kemmer Suzanne, Barlow Michael. Usage Based Models of Language. Center for the Study of Language and Information, 2000. - 384 p.
14. Lakoff G., Johnson М. Metaphors We Live By. University of Chicago Press, 1980; London, 2003. Рус. пер.: Лакофф.
15. Makarova E.A., Makarova E.L. The functional model of using visualization for media literacy development in media education process // Media Education, 2019. -Vol. 59.No 4. - Pp. 547-556.
16. Makarova E., Makarova E.L., Varaksa A.M. Education process visualization in metacognition development and sustainability // International Journal of Cognitive Research in Science, Engineering and Education. - 2017. - Vol. 5. No 2. - Pp. 65-74.
17. Tolman E.C. Cognitive maps in rats and men // Psychological Review. - 1948. -Vol. 55. - Pp. 192.
