CC BY
179
УДК 371.3 ББК Ч 421.21
А. М. Лозинская, Т. Н. Шамало Екатеринбург
СТРУКТУРИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ В МОДУЛЬНОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ГСНТИ 14.35.07 Код ВАК 13.00.02
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: профессиональное обучение; модульная технология; структурирование информации; модуль; фрейм.
АННОТАЦИЯ. В статье раскрываются аспекты применения модульной образовательной технологии. Рассматриваются уровни структурирования содержания обучения при реализации модульного подхода к организации учебного процесса. Обосновываются преимущества фреймового способа структурирования и наглядного представления учебного материала в процессе использования модульной технологии обучения. Описываются различные варианты применения основных фреймовых моделей конструирования и отображения информации. Обсуждаются проблемы разработки фреймовых моделей структурирования знания.
A. M. Lozinskay, T. N. Shamalo
Ekaterinburg
STRUCTURIZATION OF CONTENT OF EDUCATION IN A MODULAR PEDAGOGICAL TECHNOLOGY
KEY WORDS: vocational training; modular technology; structuring of information; the module; the frame.
ABSTRACT. The article describes aspects of a modular educational technology. Levels of structuring the content of training in the implementation of a modular approach to the educational process are considered. The advantages of a visual presentation of educational material and structuring of information using the frames during realization of a modular technology of training are substantiated. Different variants of application of basic models of frames for construction and representation of information are described.
Problems of the development of structuring frame models of knowledge are discussed.
Модернизация отечественного образования проходит в условиях быстрого становления постиндустриального, информационного общества, повышения роли человеческого капитала и знаний в его развитии. В связи с этим особую актуальность в настоящее время приобрела проблема поиска эффективных способов формирования мыслительной деятельности на основе оперирования крупными информативными блоками и структурами, содержащими сложный образный материал и знания из различных научных областей. Отметим, что один из путей совершенствования методической системы связан с разработкой инновационных педагогических технологий. Результаты нашего исследования свидетельствуют, что модульное обучение является одним из наиболее перспективных для внедрения в учебный процесс при подготовке специалистов. Модульный подход к организации учебного процесса позволяет реализовать передовые идеи педагогической и психологической науки в отношении условий, методов, форм и средств обучения при сохранении всех преимуществ данной технологии.
Исследователи в области модульного обучения отмечают его природосообразный характер, который проявляется в соответствии процесса усвоения выделенных при проектировании модульной программы обучения структурных единиц содержания образования нейрофизиологическим особенностям строения мозга и способам восприятия и обработки поступающей в него информации. Эти процессы переработки информации, согласно общей теории функциональных систем, основываются на модульной организации коры головного мозга человека. Когнитивные психологи пришли к выводу о целесообразности аналогич-
ным (то есть соответствующим физиологическим особенностям) образом конструировать интеллектуальные системы, кодировать информацию и структурировать информационные потоки. В процессе восприятия информации в центральных нейронах формируются некоторые уровневые структурные единицы — обобщенные категории (концепты), которые образуют субъективную картину мира в сознании человека [3]. Очевидно, что в ходе учебной деятельности формирование обобщенных концептов новообразований в мозге также происходит в результате его самоорганизации в условиях целенаправленного использования информационных потоков внешней среды и внутренних ресурсов. Создание системы таких дискретных единиц знаний может осуществляться эффективнее, если учебный материал имеет структуру целостных обобщенных частей информации — например, модулей программы обучения. Рассмотрим особенности структурирования содержания образования в модульной педагогической технологии.
При модульном обучении преподаватель и студенты работают с учебной программой, сконструированной из модулей. В нашем понимании модуль является функционально самостоятельной единицей технологии, включающей в себя не только целостное автономное содержание учебной информации, но и все компоненты методической системы (цели, содержание обучения, организационные формы и методы обучения, средства обучения, контроль и оценку результатов обучения). Составными частями модуля являются учебные элементы (УЭ), представляющие собой содержательно и функционально взаимосвязанные и взаимозависимые единицы структуры (рис. 1).
Учебные элементы первого поряка
Рис. 1. Структура модульной программы обучения
Содержание модуля обладает системным качеством целостности, поэтому его функциональная самостоятельность должна обеспечиваться подчинением целей и содержания учебных элементов общим целям модуля и модульной программы.
Следует отметить, что каждый модуль имеет содержательную структуру, в которой нами выделены следующие компоненты: управляющая, координирующая, информирующая, методическая и контролирующая. Управляющая часть модуля включает методические материалы для преподавателя и комплект контрольно-учетной документации. Координирующая часть модуля содержит дидактические цели, на достижение которых направлено его содержание в виде совокупности дидактических целей учебных элементов. Информирующая часть модуля включает в себя содержание теоретического учебного материала, иллюстрации, рисунки, опорные конспекты, схемы, таблицы, справочный материал, дополнительный учебный материал в различной форме (текст, видеофильм, аудиозапись, компьютерная презентация и др.) и представляет собой совокупность информации учебных элементов модуля. Методическая часть модуля содержит дидактический учеб-
ный материал, а также методические указания и рекомендации для студента по работе с содержанием учебных элементов, алгоритмы учебной деятельности и т. п., которые входят в содержание учебных элементов модуля. Контролирующая часть модуля включает в себя контрольный дидактический материал, распределенный по учебным элементам модуля: тесты и задания входной диагностики для актуализации знаний и текущей проверки качества освоения содержания обучения, а также задания контролирующего элемента модуля. Структура каждого учебного элемента повторяет структуру модуля и включает в себя все выделенные части в конкретизированном виде.
При реализации модульного подхода к организации обучения необходима предварительная специальная разработка структуры учебной программы и содержания учебно-методических материалов для студентов. При этом модульное строение учебного курса обусловливает необходимость особого подхода к отбору содержания обучения и его представлению в учебных элементах. В связи с этим мы различаем внешний и внутренний план структурирования учебной информации в модульной образовательной технологии. В результате осуществ-
ления отбора содержания обучения в модули и учебные элементы, определения последовательности учебных элементов в модулях, установления компонентов содержательной структуры каждого модуля и каждого учебного элемента формируется внешняя структура содержания образования в модульной технологии (кратко описанная нами выше). Однако при разработке содержания структурных элементов модульной программы учебная информация должна подвергаться, на наш взгляд, специальной методологической переработке, чтобы повысить эффективность восприятия и усвоения знаний обучающимися, создать благоприятные условия для развития интеллектуальных способностей и профессиональных компетенций в учебном процессе. Моделирование содержания модулей для представления в различных средствах обучения (брошюры учебных элементов, электронные учебные элементы и др.), требующее глубинных преобразований и формализации информации, представляет собой внутренний план структурирования содержания образования. Остановимся подробнее на некоторых аспектах конструирования учебного материала в информационно-методической части учебных элементов и рассмотрим способы, использование которых позволит оптимизировать содержание модулей и повысить качество усвоения учебной информации. Понятно, что далее речь пойдет о структурировании содержания обучения на внутреннем плане.
Рассматривая модуль не только как структурную единицу содержания образования и метод обучения, но и как средство обучения, можно говорить о его качественной характеристике. Качество модуля, являющегося целостной единицей учебного знания, во многом определяется способами представления учебно-методической информации . В связи с этим методическое обес-
печение модульного обучения нуждается в предварительной специальной разработке языка (системы символов, знаков, сокращенных и свернутых словесных значений) и моделей структурирования и наглядного отображения информации. В зависимости от вида и содержания учебной информации используются приемы ее уплотнения (укрупнения, систематизации и обобщения средствами инженерии знаний) или, напротив, пошагового развертывания с применением разнообразных средств наглядности. При разработке способов представления содержания учебных элементов следует основываться на выводах психологов, которые утверждают, что комплексная подача учебной информации в образном, словесном, графическом, знаковом, символическом виде способствует наилучшему ее пониманию и прочности усвоения [2].
В современных исследованиях выделяются следующие модели представления информации: логическая, продукционная, семантическая, фреймовая [4]. Из перечисленных моделей фреймы обладают наибольшей информационной емкостью, универсальностью и интегра-тивностью. Конструирование системы знаний с помощью фреймов является одним из инновационных подходов к разработке учебно-методических материалов для обучаемых (Р. В. Гурина, А. А. Остапенко и др.). Анализ и обобщение опыта использования фреймов в обучении приводит к выводу, что работа с этими моделями представления информации, во-первых, способствует развитию памяти и внимания, повышает скорость восприятия и запоминания; во-вторых, способствует развитию системного мышления, умений выполнять разнообразные интеллектуальные операции; в-третьих, позволяет создавать более четкие структурно-логические схемы, что, в свою очередь, создает условия для оптимизации содержания учебной
дисциплины.
Фреймы целесообразно применять при проектировании содержания учебных элементов модульной программы обучения. Формирование обособленных «порций» учебного материала, включенных в содержание модуля, требует презентации знаний в структурированной, информационно емкой форме. Фреймовый способ систематизации и наглядного отображения учебной информации основывается на выявлении существенных и стереотипных связей между элементами знания и создании достаточно «жесткой» и универсальной структуры, используемой для конструирования содержания обучения. При этом в ходе сложной аналитико-синте-тической деятельности как обучающего, так и обучаемого осуществляется сворачивание вербальной информации в сжатые словесные тексты, перевод вербальной информации в образную, синтезирование целостной системы элементов знаний со специфическими связями и отношениями. Освоение перечисленных видов мыслительной деятельности, а также операций по конкретизации смыслов, разворачиванию логической цепочки размышлений, описанию образов и их признаков с помощью вербальных средств обмена информацией формирует продуктивные способы мышления, столь необходимые специалистам при современных темпах развития науки, техники и технологий.
В исследовании особенностей фреймового представления знаний мы будем опираться на психологические основы мыслительной деятельности. Современные нейропсихологии утверждают, что «обучение эффективно тогда, когда потенциал мозга человека развивается через преодоление интеллектуальных трудностей в условиях поиска смысла через установление закономерностей» [1. С. 87]. Процесс изучения нового материала можно представить как воспри-
ятие и обработку новой информации путем ее соотнесения с понятиями и способами действий, известными обучающемуся, посредством использования освоенных им интеллектуальных операций. Поступающая в мозг по различным каналам информация концептуализируется и структурируется, образуя в сознании концептуальные сети. Новая информация встраивается в существующие когнитивные схемы, преобразует их и формирует новые когнитивные схемы и интеллектуальные операции. При этом устанавливаются связи между известными понятиями и способами действий и новыми знаниями, возникает структура нового знания. Умственные репрезентации возникают и хранятся в сознании в виде оперативных единиц знаний (образов, представлений, скриптов, сокращенных речевых оборотов и др.). Они формируются в основном с помощью визуальной или языковой информации. Такие свернутые тексты, логические схемы, образы-энграммы, описания процедур и явлений, восприятие которых позволяет быстрее и качественнее усваивать новые системы понятий, способы действий и интеллектуальные операции, могут быть созданы в результате фреймового структурирования и представления содержания обучения.
Анализ научной литературы позволил нам выделить несколько основных фреймовых моделей организации учебного материала (рис. 2):
1) фрейм-рамка (определенный объем информации заключается в рамку, то есть вычленяется из общего массива информации);
2) фрейм — логико-смысловая схема
(устанавливается определенная
структура вокруг выделенного содержательного ядра учебной информации);
3) фрейм-сценарий (устанавливается последовательность определенных действий, ситуаций, процедур в за-
50 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
данных условиях). обучения с использованием предложен-
Можно выделить следующие основ- ных моделей.
ные варианты отображения содержания
Рис. 2. Модели фреймов
Фрейм-рамка представляет собой «окно», в которое загружается определенная учебная информация. Данная модель может быть использована для акцентирования внимания на воспринимаемом тексте; выделения причинноследственных связей между физическими величинами; систематизации, обобщения и уплотнения информации. Выделение в тексте основополагающих единиц учебного знания не только повышает наглядность определенной информации, но и создает предпосылки для формирования у обучающихся системы знаний, умений определять существенное в учебном материале, устанавливать связи элементов знания, осуществлять смысловую и символическую компрессию информации.
Фрейм — логико-смысловая схема выполняет функции скелета, каркаса, устанавливающего наиболее типичные, значимые, системообразующие связи между смысловыми ячейками. Фрейм, принадлежащий этой модели, может быть применен для определения структуры учебной информации, установления иерархии и связей ее элементов, систематизации знаний, развития ана-
литико-синтетических умений; акцентирования внимания в процессе освоения учебного материала на основных структурных элементах информации. Отметим, что главное отличие фреймовых схем от различных логических и структурных схем, составленных по определенной части учебного материала, заключается в стереотипности и универсальности выделенных связей для структурирования знаний [5]. Психологи утверждают: для того, чтобы изученный материал «встроился» в когнитивные схемы обучающегося, его надо правильно закрепить в памяти с помощью установления связей, существенных для данной информации. Фреймовые схемы направлены на выявление таких связей и представление их с помощью графических или символьных структур.
Фрейм-сценарий предназначен для фокусирования внимания на стереотипной, повторяющейся процедуре, последовательности ситуаций или операций. Данный вид фрейма может быть использован для установления процедуры выполнения задачи или действия, формирования и развития учебных умений, освоения и систематизации знаний по
дисциплине, для установления закономерностей событий или процессов, развития логического, проблемного, творческого мышления обучающихся. Применение фреймов-сценариев, структура которых в свернутом, символическом, сжатом виде отображает обобщенный концепт знаний, позволяет обучающимся более эффективно создавать когнитивные схемы, которые лежат в основе развития интеллектуальных способностей человека.
Рассмотрим кратко основные проблемы, связанные с разработкой фреймовых моделей представления учебной информации.
Как уже отмечалось нами выше, конструирование фрейма основывается на сложной аналитико-синтетической деятельности разработчика, в процессе которой осуществляются сворачивание информации, ее кодирование, схематизация и синтезирование целостной системы элементов знаний. Использование фрейма в процессе учения требует от обучаемого аналогичной мыслительной деятельности по извлечению знания из схемы и разворачиванию смысла, эффективность которой зависит от знаковой формы представления знания. Связано это с тем, что основным моментом при обучении мышлению является включение определенных знаковых средств и способов деятельности с ними в деятельность учения.
С позиций системно-структурного подхода к анализу мыслительной деятельности и проблем синтеза знаний, предложенного Г. П. Щедровицким, существует несовпадение понятий объекта (как предмета изучения любой науки), знания (как представления об объекте) и знака (как изображения объекта в знании) [6]. Выделенные и зафиксированные исследователем в знании стороны реального объекта выступают «заместителями» объекта в целом и, в зависимости от задач исследования и применения
определенных средств анализа, образуют предмет (науки, знания, деятельности). Предмет знания, в свою очередь, находит отражение в знаковой форме. При этом всякая знаковая (формальная) система является особой оперативной системой, в которой и с которой действуют совершенно иначе, чем с самим объектом, что позволяет решать методологические проблемы. Г. П. Щедровицкий утверждает, что поскольку всякий способ получения знаний определяет последующие процедуры связи, постольку процедуры абстракции и процедуры синтеза, полученные посредством абстракции представлений и знаний, должны образовывать единый познавательный механизм [6].
Все вышесказанное имеет непосредственное отношение к проблеме конструирования фрейма как изображения знаний, включенного в деятельность мышления. Действительно, особое назначение этого изображения, специфика процедур его создания и употребления делают его новой единицей системы научного предмета. Специально конструируемое представление объекта (фрейм) не является уже знанием в том виде, в котором представали знания в предшествующих знаковых формах, оно имеет свой состав, структурные связи и отношения.
Таким образом, перед нами стоит задача изложить основную идею объединения знаний посредством изображения объекта в виде модельной схемы, используя ее специфические функции и строение. Для этого знания должны быть перестроены в соответствии со структурой предполагаемого объекта (фрейма). Отсюда следует, что структуру фрейма необходимо представить еще до того, как начнется работа по перестройке и синтезу имеющихся знаний. При этом в анализе и описании модельной схемы должны быть зафиксированы назначение объекта изображения и его функции не
только в отношении исходных знаний, но и в отношении результата работы — системы перестроенных и объединенных знаний. После получения специального изображения объекта начинается новый этап мыслительной работы — использование его непосредственно для синтеза знаний и построения нового синтетического знания, которое затем применяется в практической работе с реальностью. Знаковая форма фрейма должна быть так устроена и так организована, чтобы обеспечить перенос знаний с идеального объекта теории (модели) на реальные объекты практики или другие формальные знания. Создание организованной и несущей определенный смысл знаковой формы достигается прежде всего за счет переноса связей замещения и соотнесения знаний внутрь формы и их имитации с помощью функциональной структуры (формальной связки), которая фиксируется в материале знаков и выявляется в процессе понимания этих форм. Особо следует подчеркнуть, что в процессе преобразования знаний из фрейма происходит проверка его структуры на устойчивость
(универсальность), выявляется степень стереотипности выделенных обобщенных концептов, связей и отношений, что в свою очередь приводит к преобразованию самого синтетического знания, то есть модельной схемы фрейма. Отсутствие соответствующих, специально выработанных для этого логических средств затрудняет выявление действительной структуры знаний и формирование необходимой структурной модели.
Обобщая сказанное, заметим, что построение системы моделей фреймов, которые целесообразно использовать при модульном обучении, выступает как самостоятельная и очень сложная задача теоретического исследования. Чтобы охватить в рамках единой системы широкий круг проблем, необходимо особым образом синтезировать представления и методы ряда научных дисциплин: физики, математики, инженерии знаний, психологии, педагогики, нейропедагогики, лингвистики, возрастной физиологии и др. Вместе с тем, трудности построения фреймов и последующей работы с ними повышают интерес к системному исследованию этих проблем.
СПИСОК 1.
ЛИТЕРАТУРЫ
БЛЕЙК С., Пейп С., Чошанов М. А. Использование достижений нейропсихологии в педагогике США // Педагогика. 2004. № 5. С. 85—90.
2. ГУРОВА Л. Л. Процессы понимания в развитии мышления // Вопросы философии. 1986. № 2. С. 126—137.
3. ЗИМНЯЯ И. А. Педагогическая психология. — М.: Логос, 2003.
4. МИНЬКОВИЧ Т. В. Классификация моделей в литературе по информатике // Информати-
ка и образование. 2001. № 9. С. 21—29.
5. ОСТАПЕНКО А. А. Моделирование многомерной педагогической реальности: теория и тех-
нологии. — М.: Народное образование; НИИ школьных технологий, 2005.
6. ЩЕДРОВИЦКИЙ Г. П. Избранные труды. — М.: Шк. Культ. Полит., 1995.
© Лозинская А. М.
Шамало Т. Н.
