О модели мышления и ментальных схемах Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 37.01

О МОДЕЛИ МЫШЛЕНИЯ И МЕНТАЛЬНЫХ СХЕМАХ

Н. И. Пак

Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева Российская Федерация, 660049 г. Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89 E-mail: [email protected]

Представлена информационная модель мышления и описан механизм формирования и развития концептуальных ментальных схем. Развитие мышления связывается с необходимостью формирования ощущений и мета-ощущений пространства и времени в естественных и лабораторных условиях на принципах синергетики, эволюции и коммуникации.

Ключевые слова: ментальная схема, модель мышления, концептуальные ментальные схемы, механизм развития мышления.

MODEL MIND AND MENTAL SCHEME

N. I. Pak

Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V. Р. Astafiev 89, Ada Lebedevа str., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation E-mail: [email protected]

The information model of mind is presented and describe the mechanism of formation and development of conceptual mental schemes. The development of mind associated with the need to develop sensations and meta-sensations of space and time in natural and laboratory conditions on the principles of synergy, evolution and communication.

Keywords: mental scheme, model mind, conceptual mental scheme, the mechanism of development mind.

Процессы обучения и познания существенным образом зависят от когнитивных способностей обучаемого.

С позиций информационных процессов восприятия, запоминания и извлечения информации обучение должно быть нацелено не на передачу сообщений учебного характера, а на формирование мышления, способного эффективно усваивать необходимые знания. В этой связи представляется актуальным изучение механизмов, определяющих мыслительные процессы, и способов управления этими механизмами.

В настоящей работе представлена информационная модель мышления и описывается механизм формирования и развития концептуальных ментальных схем.

На рис. 1 представлена обобщенная схема восприятия и воображения объектов окружающего мира.

Сигналы объекта из окружающей среды раздражают участки сенсорной системы (СС), в которой формируются ощущения, передающиеся в чувственную память (ЧП), обуславливают эмоциональное состояние органов и вызывают его моторные действия. Удержание образа в ЧП, связанного с эмоциональными ощущениями и моторикой, определяет наше чувственное воображение объекта. В некоторых случаях образы объектов фиксируются в памяти (запоминаются). Их можно активировать (вообразить) за счет раздражений от сигналов внешней среды или потребностей организма.

Отдельно следует выделить органы выходных сигналов (Вых.С): язык, опорно-двигательный аппарат, мышечная система (глаза, брови, рот и пр.). Они обес-

печивают звуковое подражание, предметно-символьное и знаковое моделирование и обозначение сигналов окружающего мира. При этом моделируемые (искусственные) сигналы могут воздействовать на сенсорную систему непосредственно (например, звуками), либо опосредовано - через искусственные источники информации: рисунки, символы, упорядоченные предметы и пр. Таким образом, чувственный образ объекта обогащается модельными ощущениями, а воображение обогащенного образа приобретает осмысленный модельный характер. Так возникает чувственная ментальная схема объекта [1] как форма существования образа в памяти в виде ощущений и их модельных представлений, определяющих его свойства в пространстве и поведение во времени. Со временем модельные представления претерпевают изменения в сторону абстрагирования, формируют язык.

Ментальные схемы объектов удобно представлять в виде образа окружающей среды сформированного ощущениями пространства и времени (рис. 2).

Наличие подобных ментальных схем предопределяет возможность распознавания сходных и различных объектов по степени совпадения их свойств. При восприятии внешнего объекта, раздражаются соответствующие участки зон, которые активируются и активируют существующие между ними связи. Воображение объекта сопровождается узнаванием. Узнавание будет легким при полном совпадении раздражителей с имеющимся образом, в противном случае мера сходства определяется степенью совпадения разных свойств объекта с образами ментальных схем.

Рис. 1. Обобщенная схема восприятия и воображения

Рис. 2. Чувственные ментальные схемы объектов

В общем случае ментальную схему объекта можно представить совокупностью его чувственных свойств (ЧС), матрицей эмоций (МЭ) и картой допустимых моторных действий органов и организма в целом (рис. 3). Воображение положения объектов с их свойствами, поведением, эмоциями и моторикой позволяет ориентироваться в среде, допуская безопасные маршруты с эмоциями и возможными действиями (поведением).

Реальный маршрут субъекта при взаимодействии со средой (красные линии) также запоминается в виде траектории-ощущений в пространстве и во времени. Другими словами, в каждой точке маршрута фиксируются ощущения окружающей среды с ее объектами. В «поле зрения» могут оказаться объекты разного размера, на разном удалении, множество одинаковых объектов и пр. Они вызывают мета-ощущения: многомало, близко-далеко, части-целое и т. д. Моделями этих мета-ощущений являются меры пространства: количество, длина, форма и пр.

На основе пространственно-временной модели памяти [2] можно представить ментальные образы объектов во времени (рис. 4). Они дают мета-ощущения времени, например, появление и исчезновение, неизменность, периодичность, повторяемость, длительность процесса и пр. Эти мета-ощущения с обогащенными модельными представлениями времени (минута, сутки, время года и пр.) формируют ментальные схемы, определяющие механизм прогноза (предвосхищение) поведения среды.

Таким образом, ментальные схемы формируются на основе ощущений объектов среды и мета-ощущений ее упорядочения в пространстве и времени за счет модельных мер. Активация элементов ментальных схем по заданному сценарию представляет мыслительный процесс.

Модельное насыщение ментальной схемы может происходить тремя способами:

• Аудиальное моделирование (звуковое подражание, эмоционально-телесное и звуковое обозначение ощущений и мета-ощущений);

• Телесное моделирование (жесты, мимика, танцы и пр.);

Объектно-предметное моделирование (замещение другими предметами ощущений объектов среды и мета-ощущений).

Фиксация ощущений и необходимость познания приводит к появлению мер, позволяющих описывать и измерять свойства объектов среды в пространстве и во времени. Чувственная ориентация в пространстве и во времени обогащается модельными и понятийными образами, что определяет сознание, разум. Развитие мер и эволюция модельных представлений ощущений и мета-ощущений порождает понятия и язык. Сами ощущения и мета-ощущения пространства и времени формируют ментальные схемы и предопределяют операции мышления, известные в философии и психологии [3]: анализ-синтез, обобщение-конкретизация, сравнение-различение-узнавание, аналогия-подобие, и пр.

Рис. 3. Модель ментальной схемы ориентации на плоскости

13

12

И

Рис. 4. Мета-ощущения времени

Мышление - это процесс выбора целевой цепочки из множества вариантов ориентации и взаимодействия с окружающей средой, содержащихся в сформированных ментальных схемах.

Анализ современных взглядов на предмет разума [1,; 3; 4] позволяет предложить три подхода, определяющих механизмы формирования ментальной схемы:

1. Синергетический подход: определяет условия формирования опорных точек (ментальных зародышей) и устойчивых ощущений и мета-ощущений в триаде чувственно-эмоционально-телесной комбинации (образ-ование);

2. Эволюционный подход: определяет непрерывный кусочно-целостный характер восприятия, отражения и запоминания ощущений и мета-ощущений

в триаде чувственно-эмоционально-телесной комбинации;

3. Коммуникативный подход: определяет модельное и понятийное обогащение ощущений и мета-ощущений в триаде чувственно-эмоционально-телесной комбинации с целью обмена опытом.

Эти подходы определяют базу формирования и развития качественного мышления. Развитие мыслительных операций следует связать с формированием концептуальных ментальных схем, т. е. тренажем моделирования (модельных представлений и понятий) ощущений и мета-ощущений и их использования при решении реальных и концептуальных задач.

Рассмотрим пример формирования концептуальной ментальной схемы сложения целых чисел.

х

е

Запись

+1

+1

+0

+0

¿2 +1 ч

+0

композиция

Рис. 5. Ментальная схема сложения больших чисел столбиком (на примере трехзначных чисел)

Ментальным зародышем счета следует определить ощущения количества и наделение каждому количеству предметов из заданного множества модельных знаков в виде соответствующего количества предметов-заместителей (пальцы, камешки, веточки, зарубки). Далее, эволюционно, можно сформировать модель подсчета количества десятками, согласно количеству пальцев на руках, определив тем самым ментальную схему представления и записи числа (большого количества предметов) в позиционной десятичной системе счисления. Следующим этапом формируем ощущения увеличения и уменьшения количества предметов на единицу, затем на 2, 3 и т. д. Обобщением этих операций следует считать мета-ощущения объединения двух множеств из N и М предметов и расчленения одного множества предметов на два. Это порождает понятия сложения и вычитания чисел, общепринятых для коммуникации между субъектами. Сложение больших чисел на модельном уровне - объединение двух куч предметов - сначала объединяем веточки (обозначающие единицы цифрами от 1 до 9), затем маленькие камешки, обозначающие десятки, далее - большие камешки, обозначающие сотни. Отдельной ментальной схемой является процедура сложения предметов: либо веточек, маленьких или больших камешков. Мы ее в последствие назовем табли-

цей сложения. В ней главной ситуацией является замещение десятка предметов на один предмет выше по рангу, в случае суммы предметов больше 10.

Сформированная ментальная схема суммы чисел на чувственно-модельном уровне позволит в дальнейшем развить концептуальную ментальную схему сложения чисел, представленную на рис. 5. В этой схеме вершины задают объекты, а связи между ними определяют действия над ними. При сложении чисел используется ментальная схема таблицы сложения десятичных цифр ТС [5].

Выводы. Мышление - это процесс выбора целевой цепочки образов ментальных схем, сформированных в памяти в процессе чувственного восприятия ощущений и мета-ощущений пространства и времени, и которые зафиксированы модельными и понятийными образами. Таким образом, развитие мышления следует связать с необходимостью формирования ощущений и мета-ощущений пространства и времени в естественных и лабораторных условиях на принципах синергетики, эволюции и коммуникации.

Библиографические ссылки

1. Найсер У. Познание и реальность. М. гресс, 1981. 232 с.

Про-

а

3

0

X

2. Пак Н. И. Информационный подход и электронные средства обучения : монография. Красноярск : РИО КГПУ, 2013. 196 с.

3. Андерсон Дж. Когнитивная психология. 5-е изд. СПб. : Питер, 2002. 496 с.

4. Алюшин А. Л., Князева Е. Н. Темпомиры: скорость восприятия и шкалы времени. М. : Изд-во ЛКИ, 2008. 240 с.

5. Хегай Л. Б. Ментальный учебник в роли электронного учителя // Российско-корейская научная конференция : сб. докл. конф. Екатеринбург, 2014. С. 125-126.

References

1. Nayser U. Cognition and Reality.M. : Progress, 1981. 232 р.

2. Pak N. Information approach and e-learning : monograph. Krasnoyarsk : RIO KSPU, 2013. 196 p.

3. Anderson J. Cognitive Psychology. 5th ed. 8РЪ. : Peter, 2002. 496 p.

4. Alyushin A. L, Knyazeva E. N. Tempo: the speed of perception and time scale. M. : LCI Publisher, 2008. 240 p.

5. Khegai L. B. Mental textbook as an electronic teacher // Russian-Korean Scientific Conference: Conference Proceedings, Ekaterinburg, 2014, р. 125-126.

© Пак Н. И., 2014

УДК 378.147.227

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕНТАЛЬНЫХ КАРТ

В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ

И. А. Петрова, П. А. Егармин

Сибирский государственный технологический университет, Лесосибирский филиал Российская Федерация, 662543, Красноярский край, г. Лесосибирск, ул. Победы, 29

Е-mail: [email protected]

Рассматривается методика использования технологии ментальных карт в процессе обучения. Для интенсификации учебного процесса предлагается использовать структурирование учебного материала в виде электронных ментальных карт. Сформулированы критерии проверки знаний обучающихся на основе ментальных карт. Определены условия эффективности ментальных карт в учебном процессе.

Ключевые слова: ментальная карта, структурирование, процесс обучения, информационные технологии.

METHODOLOGICAL ASPECTS OF THE USE OF MIND MAPS IN THE LEARNING PROCESS

I. A. Petrova, P. A. Egarmin

Siberian State Technological University, Lesosibirsk branch 29, Pobedy str., Lesosibirsk, Krasnoyarsky reg., 662543, Russian Federation Е-mail: [email protected]

In the article the method of using the technology of mind maps in the learning process. To intensify the educational process it is proposed to use the structuring of educational material in electronic form mind maps. Formulated criteria for testing the knowledge of students on the basis of mind maps. Defined conditions for the effectiveness of mind maps in the learning process.

Keywords: mind map, structuring, learning, information technology.

Информационные технологии в образовании сегодня являются одним из важнейших компонентов современных образовательных систем всех уровней. В современном информационном обществе теряет актуальность парадигма образования, нацеленная на последовательную передачу учащимся определенной суммы знаний и опыта [6]. Студент должен перейти от пассивного потребителя знаний к активному их творцу, умеющему сформулировать проблему, проанализировать пути ее решения, найти оптимальный результат и доказать его правильность. В связи с этим очень актуальной становится проблема наиболее эф-

фективного применения информационных технологий в обучении. Внедрение информационных технологий в образовательный процесс расширяет функциональные возможности всех его участников и совершенствует формы взаимодействия между ними. Для системы образования объективный контроль качества знаний и оценка эффективности методик обучения являются одними из важнейших задач.

Для современного человека умение извлекать информацию из окружающей среды и эффективно ею управлять - это необходимая повседневная задача. Ежедневно мы сталкиваемся со сплошным бесконеч-