Основы проектирования циклов обучения

Формы и виды обучения разнообразны. Но успех любого вида обучения прежде всего зависит от того, насколько полно учтены в нем общие закономерности процесса усвоения, на­сколько полно реализованы требования, вытекающие из дос­тижении наук, связанных с учебным процессом. Раскроем общие требования, которые необходимо учитывать при органи­зации любого процесса обучения.

Качество любого обучения зависит от степени обоснованно­ститрех моделей: 1) целей обучения (для чего учить); 2) содер­жания обучения (чему учить); 3) процесса учения (как учить).

Эффективность обучения зависит от качества всех трех моделей.

Цели и содержание обучения. При организации обучения в первую очередь необходимо определить цели обучения.

Согласно деятельностному подходу, цели должны пред­ставляться в видесистемы задач, для решения которых гото­вится обучаемый. Любые знания человек приобретает для того, чтобы пользоваться ими, решать с их помощью соответст­вующие задачи. Использование задач для построения целей обучения имеет ряд преимуществ. Прежде всего - позволяет однозначно выделить те знания и умения, которые необходи­мы для решения данных задач.

Покажем это на примере задачи на распознавание объек­тов того или иного класса, с которой мы уже встречались. Решение задач на распознавание предполагает наличие двух умений:

а) выдвигать гипотезы;

б) проверять их.

Проанализируем эти умения. Нам предложен, допустим, объект «а». Предположим (выдвинем гипотезу), что он относится к классу В. Для того чтобы проверить эту гипотезу, надо выполнить следующие действия:

1) установить систему необходимых и одновременно дос­таточных (или только достаточных) свойств объектов, кото­рые относятся к классу В;

2) проверить наличие каждого из этих признаков у объекта «а»:

3) оценить полученный результат.

Как ранее было показано', решение задач на распознавание предполагает наличие двух видов знаний и двух видов умений: а) логических (понятие о видах свойств, логическое правило подведения под понятие); б) специфических (конкретная систе­ма свойств и методы их выявления) - они свои в каждой облас­ти. В математике одни, в химии - другие и т.д. Таким образом, от задачи можно перейти к методу ее решения, к умениям, ко­торые должен освоить обучаемый; анализ же этих умений по­зволяет выделить те знания, которым необходимо научить. Важно отметить, что описание целей на языке задач позволяет не только получить программу знаний и умений, которым необхо­димо научить, но и установить связи между ними: точно видеть, в каких умениях должны функционировать усваиваемые знания.

' См. гл. 10 «Формирование научных понятий».

При таком пути движения мы точно можем определить объем необходимых знаний; при этом не только избежать избыточных знаний, но и не допустить пропуска необходи­мых. Анализ всех задач, составляющих содержание целей обу­чения, позволяет точно выделить систему необходимыхлогических знаний и умений, которым в традиционном обуче­нии не уделяется должного внимания.

Итак, содержание необходимых знаний определяется видами деятельности - методами решения задач, которые включены в цели обучения и которые должен научиться решать обучаемый.

Анализ методов решения всех задач, включенных в цели, позволяет разработать обоснованный учебный план - вы­явить перечень необходимых учебных предметов, а также их содержание (учебные программы).

Анализ знаний, накопленных в разных предметных облас­тях, показывает, что их накопление идет, как правило, путем увеличения все новых и новых частных явлений, новых частных зависимостей, основа же остается той же самой. В силу этого при построении содержания важно выделитьинварианты. По­строение содержания обучения на инвариантной основе дает возможность избежать перегрузки учебных программ. При этом их информационная емкость не только не снижается, а, наоборот, повышается, так как усвоение инвариантных знаний позволяет обучаемым самостоятельно их получать, причем не только те знания, которые известны в настоящее время, но и новые.

Приведем пример одного из простейших инвариантов. Знакомясь с геометрией, ученики изучают множество частных видов углов (по величине, по отношению одного угла к дру­гому). Каждый частный вид углов выступает в качестве само­стоятельного предмета усвоения (углы острые, прямые, верти­кальные, смежные и т.д.).

Однако все это множество видов можно получить через варьирование переменных, входящих в инвариант угла. Этот инвариант состоит из трех элементов: а) вершины; б) сторон; в) расположения в пространстве. Варьируя пространственное положение сторон, мы получаем все виды углов по величине (острые, прямые, тупые и др.). Варьируя пространственное положение вершин и сторон двух углов, получим все частные виды отношений двух углов. Так, углы с перпендикулярными сторонами являются одним из таких вариантов, в этом вари­анте вершина обоих углов находится в одной и той же точке, так как вершина у этих углов общая. Что касается сторон, то каждая сторона одного угла расположена в пространстве под прямым углом к одной из сторон другого угла. Аналогично вертикальные углы имеют общую вершину, а стороны одного продолжают стороны другого. Как видим, особенности рас­смотренных углов не выходят за пределы инварианта. Каж­дый из этих видов углов представляет собой частный случай (вариант) расположения в пространстве все тех же трех эле­ментов, которые составляют инвариант угла.

Реализация инвариантных принципов построения учебных предметов повышает эффективность обучения по нескольким направлениям:

1)сокращается объем учебного предмета (иногда в не­сколько раз);

2) такое построение содержания обучения позволяет полу­чить учащимся более глубокие знания;

3) сокращение объема учебных предметов, как правило, позволяет сократить время их изучения обычно на 25-30% и тем самым разгрузить учащихся;

4) новый тип построения учебных предметов повышаетразви­вающий эффект обучения. Вместо обучения частным умениям учи­тель получает возможность формировать способности учащихся.

Анализ целей и содержания обучения подводит к понима­нию сути и третьей модели обучения - процессу усвоения. Этот процесс, как было уже сказано, всегда представляет собой деятельность учащихся с усваиваемыми знаниями. Учащиеся должны выполнять те виды деятельности, которые необходимы для решения задач, предусмотренных целями обучения.

Как было сказано, проходя этап за этапом, учащиеся усваи­вают эту деятельность. Одновременно они усваивают и те зна­ния, на которые опирается данная деятельность. При деятельностном подходе усвоение новых знаний и усвоение новых дей­ствий (деятельности) может происходить одновременно. На­пример, усваивая действие распознавания, учащийся усваивает и понятие о распознаваемом классе объектов. Но могут быть и другие ситуации. Так, для усвоения нового понятия (знания) можно использовать ранее сформированные действия. В самом деле, имеющееся действие распознавания можно использовать для усвоения новых понятий. В этом случае учащиеся не нау­чатся выполнять новые действия, но обогатятся новым поняти­ем. Наоборот, используя сформированное понятие для выпол­нения нового действия, учащиеся не приобретут новых знаний, но овладеют новым действием и тем самым расширят возмож­ности применения имеющихся знаний. Так, понятия, усвоенные с помощью действия распознавания, в дальнейшем могут быть использованы для формирования действия сравнения.

В связи с этим перед учителем встает вопрос о выборе од­ного из названных путей. Если учитель располагает и про­граммой знаний по предмету, и программой умений (видов деятельности), в которых должны функционировать эти зна­ния, то до начала обучения весьма полезно свести эти две программы втаблицу спецификаций, которая была введена в главе 7 («Контроль и его функции в учебном процессе»).

При наличии таблицы спецификаций выбор необходимых умений для каждого знания уже сделан, а учителю надо обес­печить формирование и того, и другого.

Разработка обучающей программы. Обучение любому пред­мету можно разделить на конечное число циклов обучения. Под циклом мы понимаем деятельность учителя и учащегося, которая приводит ученика к усвоению единицы содержания: понятия, закона, правила и соответствующих умений, в кото­рых они должны функционировать.

Для того чтобы все учащиеся усвоили намеченные знания и умения, учителю необходимо выполнить ряд требований, выте­кающих как из закономерностей процесса усвоения, так и из общей теории управления. Дело в том, что обучение - это част­ный случай управления, и поэтому успешность его протекания зависит от того, насколько полно выполняются требования к эффективному управлению. Остановимся на основных из них.

Проверка исходного состояния познавательной деятельности.. Усвоение любых новых знаний и умений предполагает опре­деленный уровень развития познавательной деятельности обу­чаемых: наличие тех или иных знаний и умений, на которых строятся новые.

Эта работа должна идти в двух направлениях:

1) проверяется наличие тех специфических знаний, которые предшествуют новым, являются для них предварительными;

2) определяется уровень общелогических знаний, которые задаются содержанием усваиваемой деятельности.

Важно также проверить наличие необходимых компонен­тов умения учиться: умение включаться в работу, читать тек­сты с необходимой скоростью, составлять план работы и т.д.

Если необходимые предварительные умения отсутствуют, то их следует сформировать.

Обеспечение прохождения этапов процесса усвоения. Процесс усвоения, как известно, проходит шесть этапов: мотивационный, этап составления схемы ориентировочной основы дея­тельности; этап формирования деятельности в материальной форме; этап внешнеречевой деятельности; этап выполнения деятельности во внешней речи про себя и этап выполнения деятельности в форме внутренней речи.

Проектируя мотивационный этап, учитель должен пом­нить, что характер учебных мотивов существенно влияет на эффективность учебного процесса: она значительно повыша­ется выше при наличии внутренних мотивов, в качестве кото­рых выступают получаемые знания, усваиваемые виды позна­вательной деятельности. Разрабатывая проблемные ситуации для данного этапа, учитель должен заинтересовать учащихся намеченными знаниями и умениями.

Составление схемы ориентировочной основы деятельности (схемы ООД). Схему ООД надо стремиться создавать совме­стно с обучаемыми, что создает у них иллюзию как бы само­стоятельного открытия содержания деятельности. Это имеет положительное значение для мотивации учения.

В схеме ООД должны быть представлены, с одной стороны, все знания о предмете, с которыми надо действовать, об усло­виях, которые необходимо при этом соблюдать; с другой - знания о самом процессе деятельности: с чего надо начинать, в каком порядке производить действия и т.д.

Схема ООД должна быть полной и по возможности третье­го типа. Обычно каждая новая схема ООД наносится на от­дельную учебную карту. Она должна быть доступна до тех пор, пока учащийся не сможет обходиться без нее, т.е. пока не запомнит ее содержание непроизвольно, используя ее при решении задач.

Рассмотренные два этапа являются как бы предваритель­ными: на них учащиеся еще не выполняют формируемую дея­тельность. На всех последующих этапах обучаемые выполня­ют ее, решают задачи.

Отсюда следует, что обучающая программа должна состо­ять из определенной системы задач, требующих выполнения данной деятельности, т.е. применения соответствующих знаний.

Первое требование к составлению заданий: расчет только на ту новую деятельность, которая формируется. Все другие действия (или виды деятельности), требующиеся при выполнении намеченных заданий, должны быть усвоены в предыдущем обучении.

Второе требование к задачам: их форма должна соот­ветствовать этапу усвоения. На первых трех этапах задания даются в материальной или материализованной форме. Это означает, что объекты, с которыми действуют учащиеся, долж­ны быть доступны для реального преобразования. Так, в случае формирования научных понятий предъявляются или реальные предметы, или их заменители в виде моделей, рисунков, схем.

На последних трех этапах задания выдаются в речевой форме: учащиеся действуют теперь уже не с чувственно вос­принимаемым объектом, а с понятийным, представленным через описание.

На каждом этапе процесса усвоения деятельность не толь­ко меняет форму, но и повышает меру обобщенности, свернутости и освоенности. Все это также обеспечивается подбором задач, при решении которых происходит формирование дея­тельности, и содержанием ее ориентировочной основы.

Поскольку обобщение идет по тем и только тем свойствам, которые вошли в ориентировочную основу деятельности, то эти свойства надо, во-первых, включить в схему ООД, во-вторых, учащиеся должны пользоваться этой схемой при ре­шении задач, требующих применения этих свойств.

Для получения заданной степени обобщенности деятельно­сти необходимо предъявлять задания, отражающие основные случаи в пределах заданной области. При этом последова­тельность их предъявления должна основываться на принципе контрастности: вначале предъявляются задания, содержащие наиболее отличающиеся ситуации, а затем - похожие.

Таким образом, для обобщения знаний и действий необхо­димо выполнение следующих условий:

1. Выделение признаков, по которым должно идти обоб­щение.

2. Включение этих признаков в состав схемы ориентиро­вочной основы деятельности.

3. Представление в системе заданий всех типичных случаев (всех основных частных видов), имеющих место в пределах заданных границ обобщения.

4. Включение задач как с положительными, так и с отрица­тельными и неопределенными ответами.

Что касается других характеристик действия (сокращения, автоматизации и др.), то они достигаются путем повторяемо­сти однотипных заданий.

Количество заданий и порядок их предъявления. Проведение деятельности через последовательность этапов предполагает не только определенный порядок предъявления задач, но и определенное их количество.

Количество заданий, необходимых для достижений тех или иных показателей по основным характеристикам дейст­вия, определяется эмпирическим путем и в разных случаях может быть существенно разным. Это зависит от целого ряда условий: уровня общего развития учащихся, их возрас­тных особенностей, опыта поэтапного усвоения знаний, их сложности и новизны.

Количество заданий, необходимых для усвоения материали­зованной формы деятельности, когда большинство ее элемен­тов является новыми, обычно варьирует от шести до десяти.

На усвоение внешнеречевой формы деятельности обычно требуется не более шести заданий. На этом этапе требования к содержанию заданий, указанные выше, сохраняются. Соглас­но этим требованиям, форма заданий теперь должна быть речевой. Процесс решения задач совершается также в речевой форме, без внешних опор.

На последних этапах (внешней речи про себя и умствен­ном) все изменения идут внутри речевой формы: деятельность из внешнеречевой переходит в умственную, осуществляемую с помощью внутренней речи. Здесь совершаются кардинальные преобразования по мере развернутости и освоенности.

Теперь однотипные задания могут повторяться, при этих условиях особенно быстро происходят сокращение и автома­тизация деятельности.

Количество заданий на этих этапах зависит от цели обуче­ния: деятельность должна достичь заданных показателей по быстроте выполнения.

Обеспечение обратной связи. Она должна нести следующую информацию: а) выполняется ли обучаемым именно то дейст­вие, которое запрограммировано; б) правильно ли оно вы­полняется; в) соответствует ли форма выполняемого действия этапу усвоения; г) формируется ли действие с должной мерой обобщенности, свернутости, автоматизированности, быстро­ты выполнения и т.д.

Регуляция процесса усвоения. Сведения, полученные с по­мощью обратной связи, могут означать: а) процесс усвоения идет в соответствии с намеченной программой; б) в процессе есть отклонения.

Направление вносимых коррекций определяется характе­ром сведений, полученных с помощью обратной связи, и внут­ренней логикой процесса усвоения.

В принципе программа коррекций определяется логикой преобразования действий обучаемых: из форм внешних, мате­риальных, развернутых и неавтоматизированных они преоб­разуются в действия внутренние, умственные, свернутые, ав­томатизированные. Если получены сведения, что учащийся прошел тот или иной этап раньше, чем было намечено про­граммой, то коррекция направлена на сокращение пути дви­жения учащегося к цели, он переводится на следующий этап раньше, чем предусмотрено в обучающей программе.

Если же учащийся испытывает трудности на данном этапе, то возвращается на предыдущий этап. Предусмотреть все возможные отклонения в программе невозможно. В силу это­го оказывается необходимым вмешательство учителя по ходу процесса усвоения.

Размер «шага обучения». Под «шагом обучения» понимает­ся объем новых знаний и действий, одновременно вводимых в учебный процесс.

При анализе понятия «шаг обучения» следует учитывать, что проблема состоит не только в количестве вводимых зна­ний (сколько, например, понятий вводится одновременно), но и в трудности их для обучаемого. Аналогичное положение и с объемом вводимой деятельности. Кроме того, при определе­нии объема вводимых знаний следует учитывать отношения между отдельными их элементами. Так, оказалось, что усвое­ние понятий, объединенных определенными логическими от­ношениями, идет успешней и быстрей, если они вводятся сразу в системе, чем последовательно одно за другим. Опыт пока­зывает, что при определении объема одновременно вводимых знаний необходимо учитывать исходный уровень развития учащихся, новизну и объективную сложность деятельности, в которой они будут применяться.

Таким образом, величина «шага обучения» не является по­стоянной, она изменяется по мере накопления обучаемым запа­са познавательных действий.

* * *

Нами была представлена лишь самая общая схема, кото­рой следует руководствоваться при составлении обучающих программ. При этом мы учитывали только требования, ко­торые вытекают из основных закономерностей процесса усвое­ния. Но мы совершенно не касались индивидуальных особенно­стей учащихся, которые выходят за рамки уровня сформиро­ванности предварительной системы действий и знаний.

Кроме того, мы рассмотрели построение обучающей про­граммы только для отдельного цикла обучения.

Построение обучающей программы, рассчитанной на целый предмет, связано с целым рядом дополнительных проблем.