Конструкторско-технологическая деятельность преподавателя в современных условиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.01, кандидат педагогических наук в форме науч. докл. Штейнберг, Валерий Эмануилович

• Штейнберг, Валерий Эмануилович
• кандидат педагогических наук в форме науч. докл.
• 1998

Оглавление диссертации кандидат педагогических наук в форме науч. докл. Штейнберг, Валерий Эмануилович

Содержание исследования (рис. 1): определение предпосылок инструментализации подготовительной деятельности; исследование и разработка усовершенствованных принципов представления информации и моделирования знаний во внешнем плане; разработка инструментов КТД и практическая апробация, в т.ч. в системе повышения квалификации; определение направлений дальнейшего исследования.

ЭКСПЛИКАЦИЯ ПРОБЛЕМЫ

АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ -СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ: задачи исследования гипотеза исследования цель исходная /(ч .проблема

О технологометодические О психолого-педагогические исследования ОФилософско

ТЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ технологическом компетентности ческиеОЛОП>А|(ТД преподавателя представления знаний во внешнем плане представления информации во внешнем плане

О—О—О-б монография учебные пособия статьи, доклады курсовые / авторский ф мероприятия аг компонент эксперим. ^'поисковые образова-1 > площадки Jзг тельные разработки АРМ "КТД преподавателя", ф биконтурные модели учитель < школа проф. училище вуз, ссуз повышение квалификации профессиональная деятельность

АПРОБАЦИЯ

РАЗВИТИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

СФЕРА ТЕХНОЛОГИЗАЦИИ

Рис. 1. Многомерное пространство темы исследования

Этапы исследования: первый - подготовительно-экспериментальный - этап (1982-1986) заключался в накоплении опыта и осмыслении трудностей развития творческих способностей специалистов в отраслевой системе повышения квалификации; второй - поисково-теоретический

- этап (1987- 1989) был посвящен разработке инструментов и методики выполнения КТД, а также накоплению опыта конструирования учебного материала; третий - экспериментальный - этап (1989-1997) связан с обобщением опыта выполнения КТД и разработкой средств поддержки КТД для системы повышения квалификации учителей школ и преподавателей профессиональных училищ.

Базой исследования являлись: ИПК Минавиапрома, Общественная лаборатория проблем творчества молодёжи при Башкирском отделении Филос. Общ. СССР, УГЦ НТТМ «Ритм», Инновационный научный центр «Майевтика - XXI»; Башкирский институт развития образования; а также учреждения образования гг. Уфы и Салавата: средние школы 93,18,5/6; профессиональные училища 155,10,38,136,137; вузы г. Уфы: УГАТУ, БГМИ, УТИС; ЦСХИ (г. Целиноград).

Положения, выносимые на защиту:

1 .Востребованность КТД преподавателя на инструментальной основе обусловлена современными условиями развития образования: инновационно-технологическим обновлением содержания и методов обучения, массовым использованием образовательных новшеств, развитием педагогического творчества, обращением к опыту научно-технического проектирования.

2.Специально разработанный комплекс инструментального обеспечения КТД включает:

- двухканальное представление информации во внешнем плане, отличающееся выделением из исходной (вербальной) информации перерабатываемой её части, накапливаемой в образно-визуальной форме;

- представление знаний (учебного материала) в многомерном смысловом пространстве с помощью логико-смысловых моделей, которые выполняются на опорно-узловых каркасах координатно-матричного типа, несущих управляющую информацию;

- двухконтурное представление процесса КТД, отличающееся наличием в обратном информационном контуре технологической модели, несущей информацию о критериях конструирования, выполняемого в прямом контуре. Инструментальное оснащение КТД обеспечивает формирование умений разделения - объединения описательной и управляющей информации, разделения - объединения продуктивного и самообучающего процессов мышления, выделения - объединения узловых элементов знаний в учебном материале, активизацию эффекта аутодиалога и стимулирование профессионального творчества.

3. Условиями эффективного выполнения КТД являются: её включение в подготовительную деятельность для специальной организации учебного материала во внешнем плане, выполнение совместной деятельности по конструированию моделей, включение инструментов КТД в известные методики обучения.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

- определено научно-экспериментальное направление совершенствования подготовительной деятельности преподавателя на инструментальной основе;

- выделен комплекс инструментального обеспечения КТД преподавателя, включающий: двухканальный (вербальный + образно-визуальный) способ представления информации во внешнем плане, способ представления знаний во внешнем плане в виде многомерного смыслового пространства, а также логико-смысловые модели представления учебного материала и процесса как универсально-инвариантные инструменты КТД;

- обоснованы элементы КТД преподавателя, расширяющей его профессиональную компетентность, исходя из предположения о том, что профессиональное творчество преподавателя должно опираться в своем развитии на «нетворческое» инструментальное обеспечение рутинной деятельности для более эффективного использования интеллектуальных ресурсов.

Теоретическая значимость исследования заключается:

- в конкретизации и уточнении понятия «конструкторско-технологическая деятельность» и понятия «инструменты

КТД», а также в расширении понятия «наглядность» на область моделирования теоретических знаний;

- в выявлении роли инструментального обеспечения КТД как существенного компонента подготовительной деятельности.

Практическая значимость исследования состоит в том, что его выводы, результаты и рекомендации по инструментализации КТД преподавателя способствуют разработке учебно-методических материалов для совершенствования подготовительной деятельности, создают предпосылки совершенствования учебно-познавательной деятельности учащихся.

Материалы данной работы могут быть использованы в практике повышения квалификации работников общего и профессионального образования. Разработаны методические материалы для различных категорий практических работников - «Самоучитель по технологии проектирования образовательных систем и процессов» и спецкурс, которые позволяют осваивать КТД в процессе создания экспериментальных занятий, развивать профессиональное творчество, усиливать интеллектуализацию обучения.

Обоснованность и достоверность выводов и результатов настоящей работы обеспечиваются: анализом современных достижений педагогической науки в области технологического подхода; подтверждением гипотезы исследования полученными результатами; системным характером и длительностью опытно-экспериментальной работы в различных учебных заведениях; применением результатов исследования в профессиональной деятельности специалистов; учётом опыта научно-технического творчества и проектирования; экспертизой промежуточных результатов исследования (НИИ ВО, 1993г.; серебряная медаль ВДНХ СССР 1991г.).

Апробация и внедрение результатов исследования:

- по результатам исследования автор выступил с докладами на: научно - практической конференции «Методология и методы технического творчества» (Новосибирск, 1984); научно -практической конференции «Пути повышения эффективности научно-технического творчества» (Омск, 1986);

Всесоюзной научно - практической конференции «Научно-технический прогресс и творчество» (Москва, 1987); Международном научном симпозиуме «Творческое мышление: парадоксы и парадигмы» (Целиноград, 1991); научно-практической конференции «Творчество и развитие образовательных систем» (Уфа, 1997);

- подготовлены и изданы 13 работ, в том числе две монографии, два учебных пособия, пять методических разработок, 2 статьи, компьютерная программа поддержки КТД «АгйоШог».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы работы представлены в настоящем докладе одним предварительным и четырьмя основными разделами.

Предварительные сведения. Настоящий этап развития образования характеризуется инновационным обновлением содержания и методик обучения, введением стандартизации и формированием рынка образовательных услуг, попытками более полно задействовать научный капитал образования и передовой педагогический опыт. Существенно возрастает доля творческого труда в составе профессиональной деятельности и растёт число преподавателей, вовлеченных в конструирование учебного материала и учебного процесса. Однако эффективность данной деятельности остается низкой из-за ряда трудностей (рис. 2), анализ которых привёл к выводу, что одна из причин имеет технологический характер, а именно: совмещение описательной и управляющей информации в одноканально-вербальной форме; недостаточная программируемость и поддержка типовых операций переработки учебного материала; ограниченность реализации принципа наглядности.

Исследование научной литературы по проблеме совершенствования подготовительной деятельности позволило определить сущность её как предварительное моделирование учебного материала и процесса, эффективность которого сдерживается отсутствием наглядных инструментов. То есть разработка и внедрение КТД зависит от того, как определяется и реализуется сущность понятия, «инструмента» подготовительной деятельности, согласно материалистическому представлению, дополняющего природный (мозговой) «орган» мышления, согласованный с ним и поддерживающий его функции.

Трудоемкость подготовительной и обучающей деятельности

Трудность контроля обратной связи при проектировании

Вербализм" в подготовительной и обучающей деятельности

Сложность системной стандартизации

Трудность реализации межпредметных связей

Традиционное представление о наглядности

Проблема "среднего" ученика и разноуровневых классов

Сложность конструирования новых, экспериментальных тем

Рис. 2. Некоторые трудности практической педагогики

Опираясь на работы Н.Ф. Талызиной, Г.П. Щедровицкого, С.И. Шапиро, В.П. Беспалько, В.М. Монахова, А.М. Сохора, О.С. Анисимова, Л.Н. Ланда, М.А. Чошанова, В.И. Андреева и др., в которых исследуется роль средств учебно-познавательной деятельности, мы определяем инструменты КТД как представленные во внешнем плане, наглядные, материализованные модели знаний (учебного материала и процесса), программирующие и поддерживающие операции переработки и усвоения.

Первый раздел доклада отражает феноменологическое (на основе явлений педагогической практики) и теоретическое обоснование исследуемой проблемы.

Анализ необходимости технологизации позволяет уточнить материальное основание образования. Всякая активность, способность или функция есть результат работы определённого органа или органов, их систем. Специфически человеческие способности и функции складываются в процессе овладения индивидом миром человеческих предметов и явлений, их материальный субстрат составляют прижизненно формирующиеся устойчивые системы рефлексов (А.Н. Леонтьев). Содержательное наполнение материального субстрата человеческих способностей лежит через рассмотрение философского соотношения материального - идеального. Анализ показал, что функционирование пяти внешних чувств у человека, в отличие от животных, дополняется способностью направлять органы чувств на отражение таких сторон, которые в других ситуациях не могли стать объектом отражения. Эта способность мышления обладает по сути дела неограниченными возможностями для познания объективной действительности. Та чувственная картина мира, которую дают нам органы чувств (A.B. Брушлинский), необходима, но недостаточна для глубокого, всестороннего познания предметов. В ней почти не расчленены сложнейшие взаимодействия различных предметов, событий, явлений, их причин и следствий, переходов друг в друга. На помощь приходит мышление, абстрактно-мысленное отражение действительности. Значительный прирост научной информации происходит за счет развития в первую очередь теоретического мышления (A.M. Коршунов).

Интеллект возникает впервые там, где не только деятельность дифференцируется на две фазы - фазу подготовки и фазу осуществления (А.Н. Леонтьев), но и там, где возникает двухуровневая ориентировка в деятельности: на уровне явления и на уровне сущности объективной действительности. Превращение своей деятельной природы в особый предмет и план отражения обладает исключительным объясняющим потенциалом: индивид, благодаря отражению в своем сознании собственной деятельности, рассматривает, оценивает и планирует свою деятельность с учётом потребностей, интересов, условий, наличия множества точек зрения. Поэтому возникающий идеальный образ деятельности образует внутренний план, аналогичный внешнему плану.

С появлением внутреннего плана существенно изменяется предназначение внешнего плана и при использовании его в образовательном процессе он приобретает дополнительную функцию. Если в самом начале внешний план служил чувственному познанию и осуществляемые в нём ориентировочные действия позволяли вскрывать отдельные стороны объективной действительности, то с возникновением внутреннего плана и выходом внутренней активности во внешний план может происходит уяснение логики той или иной деятельности, фиксация и последовательное разрешение складывающихся проблемных ситуаций, довооружение средствами эффективного мышления и оптимизации работы. Внешний план в образовательном процессе выступает не только в качестве источника живого созерцания окружающей среды, но и начинает служить дополнительной ареной, внешней опорой (и регулятором) внутренних действий.

Педагогическая функция наглядных средств обучения оказывается не только в том, чтобы дать учащимся живой, красочный образ недостаточно известного им фрагмента действительности и расширить в этом направлении их чувственный опыт, а состоит также и в том, чтобы раскрыть сущность изучаемых явлений, установить устойчивые связи и отношения между частями изучаемого целого и отношения последнего к более широкому кругу явлений, подвести к надлежащим научным обобщениям. При нахождении адекватного внешнего средства образовательный процесс из разряда формального переходит в содержательный и управляемый. Внешнее средство, расположенное между учеником и познаваемой действительностью, может стать опосредующим звеном между человеком и его сознанием. Внешний план становится дополнительной площадкой внутреннего плана, где выполняется КТД, основанная на конструировании и моделировании, на инструментальных средствах внешних по преимуществу, но адекватных содержанию внутреннего плана. Такое направление тех-нологизации образования приводит к возрастанию его опосредованности и увеличению степени интеллектуализации.

С данными тенденциями были связаны попытки использования опыта развития творческих способностей специалистов в средней школе и в профессиональном образовании. Творческая деятельность рассматривалась как источник средств и способов для совершенствования познавательной учебной деятельности и развития личности. В процессе развития творческих способностей специалистов также возникает ряд затруднений при построении моделей и образов совершенствуемых объектов, при анализе исходной проблемной ситуации, при выполнении причинно-следственного анализа конфликтов и противоречий, при синтезе новых технических решений. Исследование работ по теории учебной деятельности, выполненное для изучения возникших трудностей, выдвинуло ряд вопросов, например, почему формы учебно-познавательной деятельности часто оказываются неадекватны формам профессиональной деятельности, а её инструменты для представления информации мало используются в обучении (модели, матрицы, деревья, диаграммы и т.п.).

Усилия учёных и практиков были направлены на поиск инструментов учебной деятельности: опорные сигналы, структурно-логические схемы, ориентировочные основы действий и т.п. При этом недостаточно учитывалось то, что инструменты должны быть представлены в визуальной форме (эффективность усвоения информации, представленной в визуально-образной форме достигает 90%), поскольку в вербальной форме подаётся описательная информация по теме занятия, а также ведётся её обсуждение (эффективность усвоения информации в вербальной форме не превышает 30%).

Попытки встраивания в учебный процесс операций анализа и синтеза часто носят формальный характер. Анализ и синтез - не одношаговые операции, они протекают в двух полусвёрнутых координатах «пространство - время», каждая из которых разворачивается в троичную группу: «пространство = подсистемы + системы + надсистемы», «время = прошлое + настоящее + будущее». На такой основе возможен последующий неформальный синтез. Противоречия редко встречаются в учебниках для профессиональных училищ, техникумов и вузов, что свидетельствует о сложности оперирования с ними и необходимости специальной подготовки мышления преподавателей и учащихся к этому.

Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что важными направлениями инструментализации КТД являются:

- учёт особой роли внешнего плана как внешнего продолжения внутреннего плана и искусственного (культурного) образовательного поля репрезентации способностей предыдущих поколений (ЗУНов), площадки для построения всевозможных новых моделей и конструкций;

- специальная организация внешних средств для КТД на основе наглядных, материализованных способов представления информации и знаний, поддерживающих процесс перевода знаний во внутренний план;

- активизация и синхронизация внутренней мыслительной деятельности с внешней, программирование и поддержка выполнения типовых операций учебной деятельности с помощью моделей высокой степени обобщения;

- привлечение идей теории искусственного интеллекта («смысловая грануляция»), опыта инженерного проектирования и развития творческих способностей личности.

Освоение КТД преподавателя должно совершенствовать подготовительную деятельность, уменьшать влияние субъективных факторов. Возникает задача уточнения понятий «конструкторско-технологическая деятельность» и её «инструменты». Под «конструкторско-технологической деятельностью» мы понимаем выполнение подготовительной деятельности в форме конструирования с использованием инструментов КТД, которые обеспечивают получение результатов с заранее заданными свойствами и уменьшают влияние субъективных факторов; под «инструментами» КТД - наглядные, материализованные образы-модели знаний. Уточнение данных понятий позволяет по-новому рассмотреть инструментальную поддержку функций эмпирического и теоретического мышления как преподавателя и учащегося: первое -эмпирическое - опирается на непосредственный опыт практической деятельности, хранящийся в памяти, а второе

- теоретическое - опирается на модели, с помощью которых последующая деятельность планируется и развёртывается.

КТД преподавателя как диалектическая взаимосвязь и взаимопереход процесса и результата интегрирует в себе не только оппозиционные элементы, но и промежуточные элементы, в качестве которых выступают образы-модели, связывающими материальное и идеальное, объективное и субъективное, целое и части, вербально-логическое и образно-визуальное, «образ в мышлении» и «его картину перед взором» и т.д. Формирование способностей и эмоционально-ценностного отношения к знаниям и действительности также должно осуществляться с помощью образов-моделей ориентирующего типа, встраиваемых в учебный материал. То есть образы-модели должны замещать первичный материальный внешний план, поддерживать процессы переработки и усвоения знаний, если последние не опираются исключительно на механизмы памяти.

При разработке проблемы инструментализации КТД использованы знания о свойствах человеческого мозга. Известно, что функции правого и левого полушария различаются: правое полушарие обеспечивает наглядное восприятие внешнего мира, а левое полушарие преимущественно управляет речью и связанными с ней процессами. Для рассматриваемой проблемы крайне важно то обстоятельство, что левое полушарие формирует своеобразные пространства возможных объектов и их признаков, а правое находит в них место конкретным воспринимаемым объектам и признакам (Л. Витгенштейн). Если предположить, что данные функции выполняются не только для эмпирического мышления, но и для теоретического (на моделях - заместителях), то процесс ин-териоризации должен продолжаться на более высоком уровне перекодирования с опорой на формируемые модели. Большое значение имеют также исследования, подтверждающие корреляцию между радиально-концентрическими признаками в строении головного мозга и идеальными структурами кибернетических устройств (А.Н. Колмогоров), радиально-концентрическими формами современных городов (Ле Корбюзье) и т.п.

Особенности правого полушария, по признанию специалистов-кибернетиков, ещё мало исследованы и освоение моделирования его свойств может вызвать переворот в кибернетической теории и в практике построения вычислительных машин. Основные успехи в области искусственного интеллекта основаны на моделировании свойств левого полушария, а такие задачи, как, например, распознавание и истолкование метафор, смысловые ассоциации и т.п. машинам до сих пор недоступны. Преобладание вербальной формы представления информации затрудняет участие правого полушария в процессе КТД (традиционные наглядные пособия и иллюстрации не поддерживают процессы переработки информации). Следовательно, инструментальное обеспечение КТД должно задействовать оба полушария головного мозга с учётом того, что правое полушарие отвечает за смысловую компоненту мышления, а левое - за логическую.

Подобно тому, как различные виды материальной деятельности человека осуществляются в пространственно-временном измерении, так и различные виды интеллектуальной деятельности осуществляются в многомерном смысловом пространстве. Для ориентации в материальном пространстве используются компас, карта и т.п. Во втором случае многомерное смысловое пространство учебной темы необходимо предварительно представить в наглядном, материализованном виде с помощью инструментов КТД. Для этого необходимо также уточнить круг таких понятий, как «многомерное смысловое пространство», «многомерные смысловые координаты», «логико-смысловая обработка информации», «логико-смысловые модели» и т.п. Понятие «смысловые элементы учебного материала» сегодня вошло в педагогику благодаря работам И.С. Попова, В.М. Монахова, В.Ю. Гуревича, и др. Знания, средства и опыт технологизации образования должны накапливаться в условной технологической памяти образования.

Второй раздел посвящен задачам разработки КТД: определению набора инструментов КТД, исследованию и модернизации способов представления информации и знаний для инструментов КТД, разработке методического обеспечения КТД преподавателя.

В работе предложен следующий набор инструментов КТД: «функциональные модули» - типовые структурные модели элементов образовательных систем и процессов; каркасы» - типовые опорно-узловые структуры, используемые для построения логико-смысловых моделей; «логико-смысловые модели» - комбинация опорно-узловых каркасов и нанесённая на них свёрнутая информация об учебном материале и процессе. Функциональные модули были введены в технике для конструирования объектов из взаимозаменяемых, хорошо отработанных частей. Такие сложные системы, как компьютеры, самолеты и др. собираются из тщательно отработанных функциональных модулей. Образовательные системы и процессы не являются исключением и также могут строиться на основе функциональных модулей различного иерархического уровня, например: «учебный материал» и «учебный процесс», «тема», «мета-предмет» и т.п. Исходя из системного подхода и изучения опыта экспертов, в работе предложена битроичная радиально-концентрическая структура модулей базовых элементов педагогических систем. Функциональный модуль «учебный материал» (рис. 3) включает: а) научное знание: сведения о происхождении, развитии, строении и функционировании объекта; б) гуманитарный фон научного знания: сведения о том, кто, где, когда и каким способом открыл знание; как изучаемое знание включается в современную систему знаний; какое прикладное значение имеет знание для человека, общества и природы; в) учебно-психологическая и системная упаковка научных знаний (причинно-следственное, пространственно-временное и компромиссно-конфликтное представление знаний); модели представления знаний; учебные задачи на применение знаний; контрольные тесты и т.п.

Перечисленные компоненты «проектируются» на следующие элементы педагогической системы: а) «объект» - выделяются сведения, относящиеся непосредственно к изучаемому предмету или явлению, например: строение, функционирование, развитие объектов; б) «процесс» -выделяются сведения, относящиеся к операциям с изучаемым знанием, например: изучение, расчёт, применение объектов; в) «субъект» - выделяются сведения, относящиеся к информационным, психологическим и методологическим предпосылкам, необходимым для изучения и применения знаний об объектах.

Функциональный модуль «учебный процесс» (рис. 4) состоит из двух групп элементов: а) представляющие процесс усвоения знаний: «познание» - фаза научного познания нового учебного материала, «переживание» - фаза эмоционального и художественно-эстетического переживания изучаемого знания, «оценка» - фаза оценивания прикладной значимости знания; б) представляющие закономерности, которым должен подчиняться данный процесс: «согласование» - согласование свойств взаимодействующих элементов, необходимое для осуществления эффективного процесса (согласование свойств инструмента и изделия), «компенсация» - нейтрализация или подавление нежелательных свойств элементов и явлений, мешающих осуществлению процесса (компенсация побочного действия лекарств), «управляемость» - возможность влиять на основные параметры процесса (авиационное крыло с изменяемой геометрией, автомобильные шины с изменяемым давлением, самофокусирующиеся видеокамеры).

УЧЕБНАЯ УПАКОВКА

ГУМАНИТАРНЫЙ ФОН

НАУЧНОЕ ЗНАНИЕ

Рис. 3. Функциональный модуль "Учебный материал"

ОЦЕНКА

ПЕРЕЖИВАНИЕ

ПОЗНАНИЕ

Рис. 4. Функциональный модуль "Учебный процесс"

Третий модуль относится к элементу «субъект» и мог бы выполнять функции условного «портрета» личности учащегося. Обобщённые виды базовых способностей и видов деятельности для этого определены исходя из следующих положений (С.Н. Семёнов). Человек осваивает мир через три сферы: наука (поиск истины), искусство (формирование образов красоты) и мораль (различение добра и зла). Три сферы освоения мира, с одной стороны, восходят к трём соответствующим константам бытия: истина, красота и добро, а, с другой стороны, в каждой сфере для успешной деятельности требуется соответствующая ведущая способность: познание (научное), переживание (художественно-эстетическое) или оценка (морально-этическая). В каждой сфере деятельности необходимы ведущая остальные, в качестве поддерживающих, способности (например, учёному, художнику и юристу необходимы все три базовых способности). На основе базовых способностей необходимо развивать базовые виды деятельности: познавательную, переживательную и оценочную (рис. 5). Триады «познание, переживание и оценка» могут иметь различную окраску: научное переживание и оценка, художественно-эстетическое познание и переживание, оценочное познание и переживание и т.п., что позволяет решать многообразные задачи в процессе КТД.

КОНСТАНТЫ БЫТИЯ

СФЕРЫ ОСВОЕНИЯ МИРА ИСТИНА ■ КРАСОТА • ДОБРО

-<?.О.Р. НАУКА ИСКУССТВО

МОРАЛЬ

СПОСОБНОСТИ I ПОЗНАНИЕ ! ПЕРЕЖИВАНИЕ о.-о.о

БАЗОВЫЕ ф -

ОЦЕНКА

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПРОСВЕЩЕННОСТИ

ПОЗНАВАТЕЛЬНАЯ! ПЕРЕЖИВАТЕЛЬНАЯ

ОЦЕНОЧНАЯ

СПОСОБНОСТЬ К ПОЗНАНИЮ

СПОСОБНОСТЬ К ПЕРЕЖИВАНИЮ

СПОСОБНОСТЬ

К ОЦЕНКЕ

Рис. 5. Матрица констант образования "Сферы деятельности - базовые способности"

Структура «портрета» учащегося может включать формируемые в обучении базовые способности и виды деятельности (познание, переживание и оценка), а также базовые виды развития личности: психофизиологическое, духовно-интеллектуальное и общественно-социальное развитие.

Каркасы» - опорно-узловые структуры для построения логико-смысловых моделей - определяются исходя из анализа исходного способа представления информации, который используется в подготовительной и обучающей деятельности преподавателя. Способ (рис. 6) включает вербальный канал подачи описательной (Оп.И), оценочной (Оц.И) и управляющей (УИ) информации и визуальный канал для представления наглядных пособий и иллюстраций (на рис. 6 не показан). Его особенность -тождественность воспринимаемой вербальной и фиксируемой текстовой информации (принято считать, что лучший конспект - это наиболее подробный, дословный конспект). То есть мышление осуществляет трансляцию информации в конспект без её существенной переработки, перекодирования, так как иллюстрации и наглядные пособия не программируют операции учебной деятельности. В данном способе недостаточно места для механизмов, ориентирующих учебную деятельность, а включение указаний (ориентировок) в вербальной форме нарушает непрерывность подачи учебного материала.

Опираясь на такие закономерности развития систем, как специализация и универсализация, развёртывание моносистем в би- и полисистемы для повышения управляемости и т.п., предложено следующее изменение исходного способа: разделение-совмещение подаваемой информации на вербальную описательную в первом и свёрнутую образную во втором канале. В этом случае перед глазами должна формироваться модель, накапливающая результаты переработки в компактной форме, удобной для запоминания и воспроизведения (рис. 7).

-►Оп.И

0Ц.И Оп.И

Оц.И Оц.И

Рис. 6. Исходное представление информации во внешнем плане

Рис. 7. Двухканальное представление информации во внешнем плане

Разделение-объединение выступает ключевым признаком в объектах художественного творчества: в живописи имеет место разделение между изобразительностью и выразительностью, в литературе - между текстом и подтекстом. Новый компонент - модель должна отвечать таким требованиям, как программируемость, универсальность, возможность развёртывания и т.п. Анализ известных опорных схем показал, что они не удовлетворяют перечисленным условиям. Поиск позволил выявить и обобщить «координатообразующие» факторы, указывающие на опорно-узловую систему координат как на базовый каркас инструментов КТД: радиально-концентрические элементы структур головного мозга (А.Н. Колмогоров), радиально-концентрические планы в строительстве (Ле Корбюзье), логико-психологические координаты мышления (С.И. Шапиро), различные системы координат: географические, математические, полярные и др.; абстрактные смысловые пространства: «Единое образовательное, культурное, правовое, экономическое и т.п. пространства»; многочисленные продуктивные фразеологизмы: «круг вопросов», «привести в систему», «разложить по полочкам», «узелок на память», «пространство мышления», под которым подразумеваются определённые смысловые связи и допустимые границы решений (Г.И. Лернер). На опорно-узловых каркасах строятся координатные модели для представления учебного материала («координаторы») и координатно-матричные модели для представления учебного процесса («навигаторы») путём размещения в узлах микрооператоров-ориентиров, указывающих на выполняемую операцию или получаемый результат (рис. 8).

Поступающая информация распределяется по узлам путём замещения микрооператоров и последующим перекодированием с помощью понятий, метафор или аббревиатур. Опорно-узловые координатно-матричные каркасы образуют систему (рис. 9) для представления многомерных смысловых пространств (МСП).

Логико-смысловые модели» представления знаний содержат два компонента: логический в виде определённого порядка расстановки координат и узлов, и смысловой в виде содержания координат и узлов. Модели универсальны: микрооператоры заполнения координат и узлов могут изменяться в зависимости от решаемой задачи, но конфигурация и функциональные свойства остаются неизменными. Конструирование моделей включает следующие процедуры: в условный фокус внимания помещается объект конструирования (тема экспериментального занятия, проблемная ситуация, задача и т.п.); определяется набор координат - «круг вопросов» по теме; определяется набор опорных узлов - «смысловых гранул» для каждой координаты; выполняется ранжирование гранул и расстановка на координатах; осуществляется перекодирование информационных фрагментов для каждой гранулы.

Рис. 8. Фрагмент формирования логико-смысловой модели на опорно-узловом каркасе

При построении моделей целесообразно использовать типовые координаты: «Цель»: задачи изучения темы; «Результат»: знания и умения по указанной теме; «Состав темы»: учебный материал, учебный процесс, авторский стиль преподавателя; «Процесс»: ориентировочные основы действий для получения вербального описания и идеального образа изучаемого предмета; «Ключи предмета» -категории и понятия предмета, используемые на занятиях; координата «Системные ключи представления информации»: пространственно - временное представление мира в виде иерархических, изменяющихся во времени систем.

Взаимодействие моделей и мышления обнаруживает такие неочевидные эффекты, как целостное видение многомерного смыслового пространства конструируемой или изучаемой темы, аутодиалог с моделью, улучшение запоминания и воспроизведения темы в свёрнутой форме.

Координата (часть будущей системы)

Две координаты (часть системы)

Система координат (МСП)

Матрица связи (часть МПС)

Опорно-узловой алгоритм смысловая координата у1 у2 уЗ межкоординатное смысловое пространство у1 у2 уЗ многомерное смысловое ^пространство ^ (МСП) уЗ, с матричное поле - часть МСП у1 у2 уЗ ш с з и а о «я с

Ф О. О е£ п >. о» о" <м х О <В Ш С X Ь 5 Ш ото •5 га с ш о. о Ч с -оф <*> «

5 о ©

I- х со о ш о

5 га с а> о. у1 у2 уЗ

Рис. 9. Схема взаимосвязи опорно-узловых каркасов

Данные эффекты поясняются следующим образом: грамматика языка определяет абстрактные пространства свойств, качеств, осмысленных признаков известного типа, которые задаются левым полушарием. Правое полушарие накапливает данные внешнего опыта и может оперировать существительными и признаками, или с «безглагольной» формой представления информации (JI. Витгенштейн). Свойства образа обеспечивают целостное восприятие и удержание всей модели в поле зрения правым полушарием, а свойства модели позволяют левому полушарию выполнять аналитические и синтетические операции с её элементами; позволяют «всматриваться» в модель, в то время как в обычный текст «всматриваться» как в нечто целое невозможно.

Изложенное позволяет считать идею представления знаний в многомерном смысловом пространстве одним из универсальных способов идеализированного отражения внешнего мира. Для осмысления учебного материала необходимо выполнять с помощью инструментов КТД такие операции, как «смысловая грануляция» - выделение узловых элементов информации; «смысловая координация» - организация смысловых координат из «смысловых гранул»; «смысловое пересечение» - выявление смысловых связей между «смысловыми гранулами», расположенными на различных координатах. Существует аналогия между исследованиями в области КТД и в области искусственного интеллекта (Лотфи Заде): решающую роль в способности человека мыслить, синтезировать идеи и успешно манипулировать нечёткой вербальной информацией, принадлежит механизму «грануляции» данных, поступающих из внешней среды. Грануляция - одна из основных концепций современной теории искусственного интеллекта (AI - Artificial Intelligence): человек не трактует всю поступающую го окружающего мира информацию, а на подсознательном уровне формирует «гранулы», которые подвергаются оценке по системе многих факторов, зависящих от состояния среды и субъекта. Модели на основе опорно-узловых каркасов служат для накопления информационных «гранул», выделяемых из описательной информации.

Третий раздел посвящен методическим аспектам

КТД. Для разработки методики КТД преподавателя необходимо было решить следующие задачи.

Определить константы образования для использования в логико-смысловых моделях учебного и технологического типа: элементы педагогической системы (объект, процесс, субъект), объекты окружающего мира (природа, человек, общество), сферы и объекты освоения мира (наука - идея, искусство - образ, мораль - норма), константы бытия (истина, красота, добро), базовые способности человека (познание, переживание, оценка) и т.п. Использование троичных наборов констант обусловлено следующим: троичность является прототипом триадности как важнейшей особенности познания; троичность во многих случаях является минимально допустимой границей свёртывания информации; троичность -минимально необходимый набор факторов (градаций, узлов), создающий психологическую устойчивость при построении логических рядов, шкал и т.п. (Г.А. Голицын, В.М. Петров).

Определить стандартные процедуры КТД: постановку задачи КТД, выбор каркаса и набора микрооператоров, построение логико-смысловых моделей представления учебного материала.

Определить критерии и способы оценки качества конструирования. Метрологизация подготовительной деятельности является отдельной сложной задачей. Эффективность КТД может быть представлена характеристиками двух типов: вероятностная (частота получения правильных результатов) и содержательная. Частота получения правильных результатов имеет тенденцию к росту, если проектирование выполняется по определенной технологии: проблемное пространство предварительно структурируется и в него вводится унифицированный каркас, организация учебного материала осуществляется по образцам (технологические модели). Исследования процесса принятия решений в диалоговом режиме (P.A. Аткинсон, JI.M. Бакусов) показали, что вероятность получения правильного результата КТД в сравнении с традиционным выше благодаря квазидиалогу с моделью.

Выявить особенности освоения КТД преподавателя, связанные с преодолением психологических барьеров при построении моделей и их экспериментальной апробации на занятиях. Освоение операций выделения и ранжирования узловых элементов содержания, свёртывания и кодирования информации занимает значительное время и протекает в условиях дискомфорта, вызванного начальными затруднениями и сомнениями в её полезности. С появлением положительного эффекта от использования инструментов КТД уровень дискомфорта уменьшается.

Освоение КТД оказывается целесообразным как предварительный «нулевой цикл» при выполнении инновационных проектов, например, преобразования школы в гимназию или лицей, при стандартизации профессионального начального образования и т.п.

В ходе освоения КТД можно наблюдать следующие уровни сформированности КТД преподавателя:

- умения разрабатывать учебные модели на основе технологических моделей при подготовке занятий, но проведение занятий по старой схеме (эффект заключается в повышении качества учебного материала и комфорта преподавателя);

- умения разрабатывать учебные модели и использование их в качестве иллюстрации в процессе занятия (к предыдущему эффекту добавляется ознакомление и привыкание учащихся к ним даже в случае механического переноса в конспект);

- умения разрабатывать модели и использование их в учебной деятельности учащимися (добавляется эффект переработки знаний).

Использование моделей в начальных классах требует учета возрастных особенностей, включения подкрепляющих ассоциативно-изобразительных опорных сигналов и т.п.

Четвертый раздел - экспериментальная проверка основных идей исследования.

Первая фаза эксперимента - ознакомление с инструментами КТД - выявила затруднения, связанные с необходимостью наглядного моделирования теоретической информации, представленной в вербальной форме. Построение модели экспериментальной темы можно охарактеризовать как один из наиболее трудных этапов освоения КТД, который завершался с проведением экспериментального занятия. На данном этапе преподаватель уяснял для себя роль модели как опорной схемы, помогавшей наглядно представить структуру и логику содержания, то есть помогавшей представить многомерное смысловое пространство темы. Большинство преподавателей испытывало затруднения при построении первых моделей. Затруднения уменьшались после трех - пяти экспериментальных разработок, увереннее выполнялся отбор содержания и его логическая организация, формировалось привыкание к наглядному представлению информации, ранее воспринимавшейся в преимущественно вербальной форме.

Вторая фаза эксперимента - включение моделей в обучающую деятельность - также выявила затруднение при переходе от обычной схемы представления информации к двухканальной, предусматривающей подачу описательной информации и её логико-смысловую обработку с накоплением результатов на модели, выявилась необходимость подготовки учащихся к использованию моделей.

Третья фаза эксперимента начиналась до окончания второй фазы (инструментализация познавательной учебной деятельности учащихся накладывается на инструментализацию обучающей деятельности преподавателя). На данном этапе (примерно один учебный год) преодолевается трудность перехода от информационно-иллюстративного преподавания к инструмен-тализованному. Успешным завершением эксперимента является самостоятельное совершенствование первоначально разработанных моделей.

ВЫВОДЫ ПО ВЫПОЛНЕННОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ

1. Проблема совершенствования КТД преподавателя в силу значимости требует серьезного изучения и решения. Её актуальность обусловлена инновационно-технологическим обновлением образования, возрастающей ролью подготовительной деятельности и её инструментального обеспечения.

2. Для инструментализации КТД целесообразно использовать комплекс решений, включающий: двух-канальный (вербальный + образно-визуальный) способ представления информации во внешнем плане, способ представления знаний во внешнем плане в виде многомерных смысловых пространств, логико-смысловые модели представления учебного материала и учебного процесса. Инструменты КТД обеспечивают формирование умений разделения - объединения описательной и управляющей информации, разделения - объединения продуктивного и самообучающего процессов мышления, выделения -объединения узловых элементов знаний в учебном материале, активизацию эффекта аутодиалога и стимулирование профессионального творчества.

3. Условиями успешного освоения и выполнения КТД являются включение инструментов КТД в подготовительную деятельность по специальной организации учебного материала во внешнем плане, выполнение совместной продуктивной деятельности по конструированию моделей и моделированию знаний, включение инструментов КТД в используемые методики обучения.

Для дальнейшего развития исследований по проблеме КТД преподавателя целесообразно выявить педагогические условия и разработать методику формирования технологической компетентности работника образования, а также продолжить разработку средств поддержки КТД (учебники-самоучители по КТД, компьютерные программы для выполнения КТД, видео-теки КТД). Результаты исследования приведены на модели (рис. 10).

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ МОДУЛИ представление знании в многомерных пространствах личность учащегося биканальное представление информациии

ОПОРНО-УЗЛОВЫЕ КАРКАСЫ > учебный процесс (* учебный материал.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЯ разработка методики ФЛОТК инструментализация ^ расширенная I > частных методик координатно-мат-ричная система матрица связи система координат резерват объединение триадно-троичная < 1 гармонизация наглядность разделение -ф технологические! предметно-технологические учебные'

К8) аутодиалогичность t>

ПЕРСПЕКТИВЫ ©

ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРИНЦИПЫ КТД

ЛОГИКО-СМЫСЛОВЫЕ МОДЕЛИ

Рис. 10. Многомерное пространство результатов исследования

Основные идеи, раскрывающие сущность выполненного исследования и разработок, изложены в следующих публикациях:

1. Штейнберг В.Э. Образование - технологический рубеж: инструменты, проектирование, творчество. - Уфа: БИРО, 1998. - 171с. (17 п.л.).

2. Терегулов Ф.Ш., Штейнберг В.Э. Образование - новый взгляд: теория, технология, практика. Уфа, 1998. - 209 (авт. 70 е.).

3. Штейнберг В.Э., Манько H.H., Терегулов Ф.Ш. Инновационно-технологическоевершенствование педагогической деятельности: Бюллетень «Служба инновационного консалтинга», № 6. Уфа: НИМЦ ГУНО, 1998. - 14 (авт. - 5 е.).

4. Терегулов Ф.Ш., Штейнберг В.Э. Образование третьего тысячелетия: от мифологии - через кризис педагогики - к технологии. Сб. научн. тр. Междунар. форума «Наука, техника, образование». - М.: Академия Земли, 1997. - 17 (авт. 7 е.).

5. Штейнберг В.Э., Терегулов Ф.Ш., Манько H.H. Стандартизация повышения квалификации преподавателей педагогических училищ. Сб. Межвузовской научно-практической конференции «Система непрерывного образования: педучилище - педвуз». Уфа: БГПИ, 1997. - 54 (авт. 21 е.).

6. Штейнберг В.Э., Семенов С.Н. Будущее рождается сегодня/Техника и наука, 1983. - N 7. - С. 8.

7. Штейнберг В.Э. Основы технического творчества. - Уч. пос. УАИ, Уфа, 1987.

8. Штейнберг В.Э. Методические рекомендации по проведению практических занятий по курсу «Основы профессионального творчества» - М.: ГК РСФСР ПТО, 1987.

9. Штейнберг В.Э. Теория и практика поиска новых технических идей и решений. - Отраслевая библ. МАП «Научно

- технический прогресс и повышение квалификации», М.: ИПК, 1988.

10. Штейнберг В.Э. Комплект методических рекомендаций для преподавателей техникумов по основам технического творчества. Уфа: УГЦНТТМ «Ритм», 1989.

11. Штейнберг В.Э., Семенов С.Н. Технология логико-эвристического проектирования профессионального образования на функционально-модульной основе /Под ред. B.C. Кагер-маньяна. - М., 1993. - 40 - (Содержание, формы и методы обучения в высшей школе: Обзор. Информ./НИИВО; Вып. 4).

12. Штейнберг В.Э. Самоучитель по технологии проектирования образовательных систем и процессов. Уфа: БИПКРО, 1996. - 50с.

13. Штейнберг В.Э. Самоучитель по технологии проектирования образовательных систем и процессов. В сб.: Библ. стандарт, итехнологиз. проф. образ. Уфа: БФИРПО, 1996.

- 58 (авт. 50с.).

14. Программа развития образования Республики Башкортостан на 1993-1998гг., раздел 3.6 - «Инноватика образования», MHO РБ, 1994. - С. 48-49.

15. Программа развития муниципального образования «Столичное образование - 2000», раздел 3.6 «Инноватика образования», MHO РБ, 1995. - С. 13-14.

Подписано в печать 29.10.98. Формат 60ч80/16. Объем 2,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №

Отпечатано в Издательстве Башкирского института развития образования. 450005, г.Уфа, ул. Мингажева,120. Лицензия № 141 от 15.05.