Проблемное и программированное обучение

Д. Дьюи утверждал, что стремление к познанию появляется у человека только в том случае, если он сталкивается с какой-либо проблемой, которую не может решить известными ему способами. И действительно, в дошкольном детстве ребенок стремится познать то, в чем видит для себя проблему. Он сталкивается с массой проблем, которые ему приходится решать в основном самому. Решая их, он учится.

Поступление в школу коренным образом меняет положение. В учении школьном, в ходе обучения проблем учебного характера у учащихся фактически не бывает. Вспомним учение о двух уровнях развития и зоне ближайшего развития: по каждому учебному предмету программа и учебник составлены так, что каждый день известно, что нужно узнать, откуда и какие сведения получить. Единственная проблема для учащегося в этой ситуации - понять и запомнить то, что объяснил учитель и написано в параграфе учебника.

Сам характер беспроблемного изложения знаний в основных источниках всех сведений для учеников - учебниках - делает фактически невозможным систематическое включение учащихся в решение проблемных задач. А ведь до поступления в школу в житейских отношениях (в общении со взрослыми, в играх с игрушками, в познании мира) проблемы вставали перед ребенком систематически. Теперь же, став учеником, он последовательно постигает знания, излагаемые учителем и описанные в учебниках.

Поэтому, в частности, так трудно говорить о массовом внедрении проблемного обучения в школьную практику и о развитии на этой основе логического мышления, пытливости ума, исследовательского подхода к изучаемому у школьников по сравнению с тем, что наблюдалось в дошкольном возрасте. Строя обучение не на основе, а вопреки природному стремлению ребенка - подростка - взрослого осуществлять постижение нового как решение жизненно важных проблем, школьное обучение в погоне за частными результатами - усвоением большой суммы знаний, умений и навыков - теряет не менее важное: инициативу и творчество учеников.

В чем же суть проблемного обучения?

Лучше всего обратиться к самому древнему примеру - к тому, как учил Сократ своих учеников около 2500 лет назад.

В одном из диалогов («Феаг») Платон описывает, как к Сократу пришел юноша Феаг, чтобы узнать, как и у кого научиться быть мудрым. И Сократ, вместо того чтобы ответить юноше на вопрос, начинает спрашивать его о том, что же он считает мудростью, чего же действительно хочет^*.

^* Платон. Диалоги. – М., 1986. - С. 66-73.

Сократ сам задает вопросы ученику, формулируя их так, чтобы ученику было над чем подумать и в то же время хватало знаний дать ответ на вопрос или найти ответ в ходе рассуждений. Длинная череда связанных между собой вопросов, каждый из которых подчинен главному - первому, заданному учеником, заставляет ученика, находя ответы на эти вопросы, отвергнуть наконец неправильное мнение и утвердиться в истинном.

Подобного рода беседы получили название сократических или эвристических, развивающих.

В условиях современного обучения, когда ученики не сами приходят к учителям с вопросами, а идут в школу учиться в соответствии с программой учебной работы, формулирование проблемы и вопросов, которые им нужно выяснить, - дело учителя. Поэтому проблемное обучение - по большей части явление в школе искусственное, идущее не от ученика, ищущего ответ на интересующий его вопрос, а от учителя, озабоченного тем, как бы заинтересовать учащихся учебной работой, которая к их сегодняшней жизни имеет отношение лишь внешней обязанности, но не внутреннего побудительного фактора.

Преодолевая это положение, учитель сам искусственно создает проблемную ситуацию, т.е. вызывает такое состояние ученика (учеников), когда они в результате сопоставления имеющихся у них знаний или выработанных умений с неизвестным фактом или явлением обнаруживают несоответствие прошлых знаний новому факту, более того - противоречия в имеющихся знаниях. Например, дети знают, что тело, плотность которого больше плотности воды, в воде тонет. Но вот учитель осторожно кладет стальную иглу на воду, и она остается на поверхности. Почему стальная игла не потонула в воде? Ведь это противоречит закону Архимеда! Таким образом, создается состояние удивления, озадаченности тем, что факт противоречит ранее усвоенным правильным знаниям: «Такого быть не может, но оно есть». Это и заставляет сформулировать проблему в целом: при каких условиях закон Архимеда не реализуется? Или дело не в законе (он всегда закон), а в чем-то другом?

Сформулировав проблемный вопрос, сузив проблему до масштабов, соотносимых со знаниями учащихся, учитель рассматривает взаимодействие поверхности воды с поверхностью помещаемого на нее тела, сообщает новое знание о строении поверхностного слоя воды и его свойствах или привлекает учащихся к деятельности по выяснению нового знания.

С 50-х гг. XX в. в школьную практику стало внедряться программированное обучение.Его изобретение и распространение связано с деятельностью Б. Скиннера и Н. Краудера (В. Оконь упоминает, что первую обучающую машину сконструировал в начале 20-х гг. М. Трембицкий).

Сущностью программированного обучения является управление умственной или практической деятельностью учащегося с помощью указаний последовательности действий по усвоению учебного материала. Эта последовательность действий является жесткой программой последовательного усвоения небольших доз информации с обязательным контролем за успешностью работы.

Б. Скиннер предложил линейное программированное обучение. Учебный материал разделяется на небольшие дозы, которые последовательно предъявляются для восприятия ученику. После каждого предъявления информации следует контрольный вопрос на ее воспроизведение или повторение в несколько измененном виде с пропуском нового термина, даты и т.п., которые ученик должен вспомнить.

Н. Краудер разработал разветвленное программированное обучение. От линейного оно отличается тем, что после предъявления информации и контрольного вопроса ученику дается несколько вариантов ответов, из которых он должен выбрать один правильный. При выборе неправильного ответа ученик не получает новой информации. Он получает разъяснение ошибки и должен повторить выбор (пока не укажет правильный ответ).

Эти программы могут быть помещены в учебных пособиях (безмашинное программированное обучение) или в обучающих машинах, компьютерах (машинное программированное обучение). В последние десятилетия о безмашинном программированном обучении речь фактически не идет. Учителями используются лишь его элементы. Все разработки связываются сейчас с применением компьютера, и в педагогическом лексиконе утвердились понятия компьютерное обучение, система компьютерного изучения.

К началу 90-х гг. в мире было создано несколько десятков тысяч обучающих систем - тренировочных, имитационных и моделирующих, игровых, проблемного обучения и др. Для лучших из них характерны два показателя: 1) управление учебной деятельностью ученика на всех этапах ее осуществления от постановки учебного вопроса (задачи) до оценки оптимальности его решения; 2) диалоговое взаимодействие ученика с компьютером на языке, близком к естественному.

Современные системы компьютерного обучения многопрограммны. В них входят программы управления учебной деятельностью, программы диагностики уровня подготовленности ученика, программы определения возможностей развития ученика и др. Комплекс программ, обеспечивающий одну какую-либо функцию процесса обучения, называется модулем (например, педагогический модуль - обеспечивает управление учебной деятельностью, модуль эксперт - обеспечивает оценку результатов обучения и др.)^*.

^* См.: Российская педагогическая энциклопедия. - М., 1993. - Т. 1. - С. 440-462.

Часто современные компьютерные системы называют интеллектуальными. Они в определенной мере имитируют разумный диалог, учитывают особенности учащегося, оценивают оптимальность избранного пути (способа) решения учебной задачи. Их развитие идет по двум принципиально различающимся направлениям, в основе которых различные подходы к пониманию сущности обучения и воспитания вообще. В основе одного направления - идея Л.С. Выготского о том, что обучение должно вести за собой развитие. В соответствии с этим в систему закладываются программы, которые должен усвоить ученик. Эти программы в совокупности своей близки к модели личности ученика. Закладывается и система экспертных оценок результативности пошагового и окончательного освоения программы. Таким образом, каким быть ученику в результате обучения, определяет компьютер (вернее, разработчики компьютерной программы).

Другое направление развивается в соответствии с идей учения без обучения Ж. Пиаже. В соответствии с этой идеей, впервые воплощенной в конкретных компьютерных программах С. Пейпертом, дети, овладев компьютерной грамотой, сами составляют программы, сами «ищут» знания у «машины», овладевают способами их использования. С. Пейперт утверждает, что по сравнению с использованием систем первого направления в такой деятельности изменяется отношение учеников к миру техники, математике, науке, к познанию вообще. Подлинная компьютеризация означает не столько помощь при обучении по традиционной системе, сколько «...помощь ребенку как строителю собственных интеллектуальных структур, материал для построения которых он извлекает из окружающей среды»^*. Следовательно, при использовании интеллектуальных компьютерных систем второго направления программу развития своей личности ученик составляет сам. Учителя, разработчики систем, модулей представляют для этого необходимый материал.

^* Пейперт С. Переворот в сознании. - М., 1989. - С. 41.

Учитель физики и программирования средней школы № 42 г. Барнаула О. Р. Львов утверждает, что можно построить работу с компьютером так, чтобы и учитель, и ученик пользовались им без напряжения. Для этого курс обучения делится на две части: первую, пропедевтическую, или вводную, превращающую ЭВМ на глазах и с участием ребят из «черного ящика» в понятную, доступную машину; и вторую - изучение машинных кодов, алгоритмических и машинных языков на русской основе. Завершается обучение созданием собственных программ по различным проблемам школьных дисциплин, т.е. использованием ЭВМ для постижения основ наук, для эксперимента и исследования^*.

^* См.: Фролова Г.В. Педагогические возможности ЭВМ. - Новосибирск, 1988. - С. 9.

Бесспорно, будущее школы немыслимо без компьютеризации обучения. Новейшее направление в информационных технологиях - это мультимедиатехнологии, обеспечивающие общение компьютера с человеком не только языком цифр, графиков, печатных слов, но и реальными звуками речи, стереомузыки, видеофильмов. Энтузиасты использования компьютера в обучении утверждают, что недалеко время, когда школьный учебник будет состоять не просто из текста с иллюстрациями, но и будет способен разговаривать, петь, исполнять музыку. В него будут включены яркие мультфильмы и видеоклипы. Кроме того, содержание такого электронного учебника может изменяться по воле читателя, это существенно повысит интерес учащихся к работе с ним. Правда, настройка персональных мультимедиакомпьютеров - дело весьма трудное даже для профессионалов. Это, кроме их дороговизны, сдерживает использование мультимедиатехнологии в обучении и воспитании.

Однако следует иметь в виду, что роль учителя даже при переходе на компьютерное обучение останется по-прежнему значительной, может быть, еще более значительной, чем в наше время: неизбежно будут возникать новые проблемы - воспитательные, нравственно-эстетические. В условиях постоянного общения с компьютером решать их школьникам будет значительно труднее, чем сейчас, когда работа с компьютером - явление эпизодическое. Ничто не может заменить живого общения учащихся и учителя.

Итак, мы рассмотрели общие положения шести теорий обучения: теории обучения как организации и осуществления индивидуального познания, теории поэтапного формирования умственных действий, включенного обучения, алгоритмизации обучения, проблемного и программированного обучения. Сопоставление этих теорий дает основание сделать вывод о том, что первая из них - теория обучения как индивидуального познания - характеризуется по сравнению с остальными большей глубиной и всеобщностью. Остальные пять можно характеризовать с достаточным основанием как технологии осуществления первой: познание детьми окружающего мира может быть организовано путем включения учебной деятельности в игровую, общения или трудовую, путем поэтапного формирования умственных действий, при помощи усвоения алгоритмов деятельности, а также в ходе проблемного и программированного обучения. Для всех теорий характерны пробуждение у учащихся интереса к знаниям, восприятие и осмысление нового, решение задач и запоминание, применение знаний в различных условиях, контроль и оценка результатов деятельности. Именно этот общий путь от незнания к знанию и объясняет теория обучения как индивидуального познания.

В «чистом» виде в практике учебной работы ни одна из вышеохарактеризованных теорий (или, как иногда говорят, видов обучения) не применяется. В зависимости от учебного предмета, трудности темы, возраста и подготовленности учеников, наличия оборудования и личных пристрастий учитель использует тот или иной вид обучения. Причем даже на одном уроке нередко можно обнаружить элементы двух, трех, а то и большего числа видов обучения. Но в любом случае существеннейшей стороной обучения является учение - одно из средств воспитания, вид деятельности учащегося, направленной на усвоение знаний, формирование умений и навыков. Иными словами, учение - это средство воспитания, в котором влияние на изменение личностных качеств воспитанника оказывает его деятельность по освоению знаний и формированию умений их применения. Осуществляемое под руководством учителя учение тесно переплетается с преподаванием, превращаясь вместе с ним в обучение, которое можно охарактеризовать как воспитание в процессе освоения определенного содержания образования. Какой бы вид обучения ни был избран, от деятельности самих учащихся зависит в конечном счете его результативность. Поэтому главная задача учителя - стимулировать и организовывать самостоятельную учебную деятельность ученика.