Баженова И. В. От проективно-рекурсивной технологии обучения к ментальной дидактике

И. В. Баженова Н. Бабич Н. И. Пак

от проективно-рекурсивной технологии обучения к ментальной дидактике

Монография посвящена описанию авторской концепции проективно-рекурсивной технологии обучения и ментальной дидактики. Представлена разработка проективнорекурсивной методической системы предметной подготовки студентов, раскрыта сущность проективно-рекурсивной технологии обучения с позиций когнитивной науки, сформулированы основные положения ментальной дидактики, обозначено проблемное поле для фундаментальных, прикладных и практических исследований в области современных теорий и практик обучения.

Монография

Институт математики

 

Оглавление

 

Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет

И. В. Баженова, Н. Бабич, Н. И. Пак

ОТ ПРОЕКТИВНО-РЕКУРСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ К МЕНТАЛЬНОЙ ДИДАКТИКЕ Монография

Красноярск СФУ 2016 1 

  Оглавление  

УДК 004.85 ББК 32.973р30-6 Б163

Р е ц е н з е н т ы: М. П. Лапчик, доктор педагогических наук, профессор, академик РАО, заведующий кафедрой информатики и методики обучения информатике Омского государственного педагогического университета, г. Омск; Э. Г. Скибицкий, доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой философии, педагогики и психологии Сибирской академии финансов и банковского дела, г. Новосибирск

Баженова, И. В. Б163 От проективно-рекурсивной технологии обучения к ментальной дидактике : монография / И. В. Баженова, Н. Бабич, Н. И. Пак. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2016. – 160 с. ISBN 978-5-7638-3508-3 Монография посвящена описанию авторской концепции проективнорекурсивной технологии обучения и ментальной дидактики. Представлена разработка проективно-рекурсивной методической системы предметной подготовки студентов, раскрыта сущность проективно-рекурсивной технологии обучения с позиций когнитивной науки, сформулированы основные положения ментальной дидактики, обозначено проблемное поле для фундаментальных, прикладных и практических исследований в области современных теорий и практик обучения. Монография будет полезна докторантам, аспирантам, студентам педагогических направлений подготовки, учителям, а также тем, кто интересуется проблемами развития образования, современных технологий обучения.

Электронный вариант издания см.: http://catalog.sfu-kras.ru ISBN 978-5-7638-3508-3   2

УДК 004.85 ББК 32.973р30-6 © Сибирский федеральный университет, 2016

 

Оглавление

 

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................... 4 Г л а в а 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИВНО-РЕКУРСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ ................................................................. 6 1.1. Философские аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения ............................................................................................. 6 1.2. Психологические аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения. Когнитивный подход к обучению ............................... 12 1.3. Конструктивизм как эпистемологический и методологический базис проективно-рекурсивной технологии обучения ............................................... 18 1.4. Сущность проективного подхода к обучению. Проективные образовательные системы ................................................................................... 26 1.5. Проективно-рекурсивные методические системы обучения .......................... 35 1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции в образовании ................................... 38 Г л а в а 2. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТИВНО-РЕКУРСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ НА ПРИМЕРЕ ОБУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЮ БАКАЛАВРОВ-МАТЕМАТИКОВ ....................................................... 52 2.1. Анализ роли и состояния подготовки по программированию в системе высшей школы .................................................................................... 52 2.2. Обучение студентов программированию с позиций когнитивной психологии и конструктивизма ................................. 60 2.3. Проектирование модели обучения программированию будущих бакалавров-математиков. Структурно-логическая и функциональная схемы модели....................................................................... 67 2.4. Опытно-экспериментальная апробация модели обучения программированию студентов-математиков .................................................... 89 Г л а в а 3. СТАНОВЛЕНИЕ МЕНТАЛЬНОЙ ДИДАКТИКИ ......................... 101 3.1. Информационная природа познания и обучения ........................................... 101 3.2. Информационная модель мышления ............................................................... 110 3.3. Когнитивная архитектура «гипермозг» для образования .............................. 125 3.4. Основания ментальной дидактики ................................................................... 127 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 133 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................ 135 ПРИЛОЖЕНИЯ ........................................................................................................ 145

3

 

Введение  

Успех будущего – не менять старое, а созидать новое.

ВВЕДЕНИЕ К счастью или сожалению, но прогнозируемая к 2050 году смартцивилизация наступает сегодня. Интернет людей и умных вещей меняется на Интернет разума, или Нейронет. В этой связи следует в самое ближайшее время ожидать когнитивной революции в образовании. Насколько образование сегодня готово к революционным преобразованиям, адекватным вызовам времени? Замечено, что вчерашние инновационные методы обучения уже сегодня становятся традиционными и не устраивающими ни преподавателя, ни студента, ни общество в целом. С динамизмом научно-технического прогресса в сфере массовой коммуникации и информатизации резко падает мотивация учащейся молодежи к обучению в традиционных формах, поэтому появляется необходимость в фундаментализации современной дидактики, придании ей опережающего, прагматического и практикоориентированного характера. Изначально дидактика (от греч. διδακτικός – «поучающий») понималась как искусство обучения всех всему (Вольфганг Ратке – XVI век; Ян Коменский – XVII век). Затем в XX столетии к дидактике стали относиться как к теории образования и обучения, определяющей цели и содержание, формы, методы и организацию учебной работы, общие принципы создания и использования средств обучения. Сегодня дидактика формируется как фундаментальная научная дисциплина, опирающаяся на методы когнитивной науки и знания о мозге. В историческом аспекте следует выделить три дидактики: ● дидактика И. Ф. Гербарта – «научная система педагогики», базирующаяся на теоретических достижениях этики и психологии и отражающая два основных положения: не существует никаких наследственных или приобретенных психических предрасположений; вся психическая жизнь складывается на основе представлений (это наши знаменитые ЗУНы – Знания-Умения-Навыки); ● дидактика Д. Дьюи предполагает развитие собственной активности обучаемых на основе концепции «полного акта мышления»: «мыслить человек начинает тогда, когда сталкивается с трудностями, преодоление которых имеет для него важное значение» (это деятельностный и проектный подходы); 4

Введение  

● методологическую основу современной дидактики составляют

объективные закономерности философии познания, системный подход к пониманию процесса обучения: сущность обучения не сводится ни к передаче учащимся готовых знаний, ни к самостоятельному преодолению затруднений, ни к собственным открытиям учащихся; это разумное сочетание педагогического управления с собственной инициативой, самостоятельностью и активностью обучаемых; это разумный рационализм – выводить учащихся на заданный уровень обучения с минимальными затратами времени, сил, средств. Для развития современной дидактики как фундаментальной науки следует обозначить контуры ментальной дидактики, опирающейся на когнитивные законы информационной природы познания. Информационные законы формирования мышления опираются в первую очередь на прогнозную деятельность (проективность), познание мира и себя в мире (рекурсия), знания для новых знаний (конструктивизм), механизмы коллективной сетевой жизнедеятельности (синергетика). Настоящая монография посвящена описанию авторской концепции проективно-рекурсивной технологии обучения и ментальной дидактики. Основные цели монографии: ● осветить сущность проективно-рекурсивной технологии обучения с позиций когнитивной науки; ● сформулировать основные положения ментальной дидактики в условиях информатизации общества; ● обозначить проблемное поле для фундаментальных, прикладных и практических исследований в области современных теорий и практик обучения. Монография не претендует на полное освещение вопросов проективно-рекурсивной технологии обучения и ментальной дидактики. Тем не менее для педагогов и исследователей современных активных средств и методов обучения представленный опыт будет полезным и интересным. Содержание монографии сформировано на основе опытноэкспериментальной работы авторов в учебном процессе вузов (Сибирского федерального университета – И. В. Баженова , Красноярского государственного педагогического университета – Н. И. Пак, Университета г. Осиек, Хорватия – Нада Бабич), а также их статей и диссертационных исследований.

5

  Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

Глава 1 ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИВНО-РЕКУРСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ 1.1. Философские аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения Знаменитое высказывание античного философа Протагора гласит: «Человек есть мера всех вещей». Человек познает окружающий мир и стремится найти свое место в этом мире через собственное «Я», через осознание себя как личности. Педагогика как наука базируется на фундаменте философии, изучающей основополагающие категории и принципы развития общества и природы. По образному выражению Г. Мюнстерберга, «философия – единственная входная дверь в педагогику». Философские категории необходимого и случайного, общего и единичного, субъекта и объекта, информации и знания, законы взаимосвязи, развития и детерминизма общественных, в том числе педагогических феноменов, становятся методологической опорой педагогики. Общепризнанные в настоящее время научная картина мира и философские представления о сущности человека, его познавательных возможностях, свободе личного выбора в существующих социокультурных рамках оказывают существенное воздействие на педагогические системы и являются предпосылками для педагогических новаций, обоснования и формулирования образовательных целей, дидактических принципов и результатов педагогического процесса. В зависимости от эволюционных и исторических этапов развития человеческой цивилизации, соответствующих им философских теорий, мировоззрений и идеологий в образовании развиваются и используются адекватные методические системы, средства и технологии обучения. Философско-мировоззренческий ориентир определяет стратегию научных исследований во всех предметных областях, в том числе в области педагогики. Развитие техногенной цивилизации в направлении постиндустриального и далее информационного общества породило новую систему ценностей такого общества: главными ценностями становятся автономная, мобильная личность, существующая не только в физическом, но и в информационном пространстве, ее инновационная деятельность, генерация новых идей и концепций. Как отмечает В. С. Степин, «возникает отчетливо 6

1.1. Философские аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения  

выраженная направленность прогресса с ориентацией на будущее… Идея социального прогресса стимулирует ожидание перемен и движение к будущему» [85]. В настоящее время общепризнанной парадигмой образования стала гуманистическая парадигма, опирающаяся на философские течения гуманизма, позитивного экзистенциализма, неопозитивизма. В этих философских системах главная ценность – личность человека со своим уникальным внутренним миром чувств, мыслей, стремлений, имеющая право на свободу, развитие, проявление своих способностей. Гуманистическая парадигма в образовании исповедует следующие принципы: ● ориентация на личность обучающегося, его потребности, способности и возможности; ● демократизация образовательного процесса, субъектная позиция обучающегося, обладающего самостоятельностью, инициативностью, ответственностью; ● индивидуализация и дифференциация процесса обучения и воспитания; ● толерантность и мультикультурализм; ● многообразие альтернативных педагогических технологий, методов, средств и форм обучения. Современная научная картина мира, сложившаяся на базе двух принципов – принципа эволюционности и принципа системности, обеспечивает целостное видение сложных развивающихся систем. По словам В. С. Степина, указанные принципы глобального эволюционизма «характеризуют взаимосвязь самоорганизующихся систем разной степени сложности и связывают основные уровни организации мира единой цепью эволюционных преобразований» [84]. Несомненно, что образовательная система в целом, ее подсистемы на всех уровнях представляют собой сложные открытые, многофакторные, нелинейные системы. Существует две стратегии разработки и организации систем: процедурная и проективная. Процедурная стратегия предполагает принцип «один для многих» (по аналогии с отношением «один ко многим» в реляционной модели данных), т. е. кто-то создает систему для других на основе завершенного проекта. Для исполнения (реализации) проекта обычно привлекается ограниченный круг участников проекта. При этом система может видоизменяться лишь по заданной разработчиком процедуре, она закрыта для вмешательства извне (рис. 1). Проективная стратегия основана на информационном принципе «многие для многих» (все для всех), т. е. систему создают все вместе для совместного использования. Можно сказать, что проективная стратегия 7

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

формирует перспективную схему создания и развития системы и ее элементов. В этом случае система должна быть открытой, т. е. динамически взаимодействующей и обменивающейся информацией и материальными ресурсами с окружающей средой. Такая система должна допускать изменения по демократическому принципу и непрерывно развиваться, что естественно для постоянно меняющихся реалий информационного общества (рис. 2).

пользователь

пользователь

разработчик

система пользователь

Рис. 1. Стратегия разработки процедурной системы

разработчик – пользователь

разработчик – пользователь

си стема разработчик – пользователь

разработчик – пользователь

Рис. 2. Стратегия разработки проективной системы

Проективная стратегия эффективна для систем, нацеленных на будущее, обладающих некоторой долей непредсказуемости, нечеткости, развивающихся в ситуации неопределенности и неравновесности. Находясь в ситуации неопределенности (экономической, социокультурной, экологической и т. д.), личность вынуждена прогнозировать и пытаться проектировать собственное будущее. По словам Е. Н. Князевой, субъект не просто 8

1.1. Философские аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения  

«отражает» мир, ожидает и выжидает будущее, но и созидает ближайшую и более отдаленную социальную среду и конструирует желаемое будущее, понимая различные варианты путей в будущее [40]. Результат процедурной деятельности порождает принцип «прошлое определяет настоящее» (все, что сделано кем-то и когда-то, используется нами в настоящее время). Принцип «будущее определяет настоящее» важен для устойчивого развития человеческой цивилизации в общем и для будущей успешной профессиональной деятельности человека в частности. Это вызывает необходимость выбрать проективную стратегию в жизни и профессиональном образовании. Проективная стратегия становится востребованной в сообществе коллективного разума, коллективных действий, формируемом с помощью сетевых информационных технологий. В связи с вводимым здесь термином «проективная стратегия» следует обратиться к этимологии понятия «проективный». В рассматриваемом авторами контексте в понятие «проективный» включены два смысла: «проект» и «проекция». В современном языке это два разных термина, произошедших от одного корня: «проект» – от латинского слова projectus, что означает «выдвинутый или брошенный вперед»; «проекция» – от однокоренного с projectus существительного, а именно projectio – «бросание вперед». Оба понятия носят многозначный характер. Так, В. М. Розин в «Новой философской энциклопедии» приводит три значения термина «проект»: 1) продукт деятельности проектирования; 2) организация кооперативных форм деятельности; 3) одно из понятий экзистенциалистской антропологии [59]. Следующее определение: «проект – это ограниченное во времени целенаправленное изменение отдельной системы с установленными требованиями к качеству результатов, возможными рамками расхода средств и ресурсов и специфической организацией» – демонстрирует применение принципа системности к предмету исследования [18]. Философское толкование понятия «проект» дано у выдающегося философа и писателя XX века Ж.-П. Сартра: в его понимании человек определяется через свой проект – частное осуществление человеческой реальности. По словам Ж.-П. Сартра, «это материальное существо (человек. – Прим. авторов) постоянно превосходит условия, в которые оно поставлено; оно раскрывает и определяет свою ситуацию, выходя за ее рамки, чтобы объективироваться через труд, действие или поступок». Проект открывает в социальном мире человека и устремляет его из определенной ситуации к социальным возможностям [79]. В философском аспекте дано определение понятия «проект» у А. Конт-Спонвиля: «Настоящее желание, нацеленное на будущее, испол9

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

нение которого зависит от нас. Это еще не воля (волевое желание подразумевает действие), вернее, это всего лишь воля (в настоящем) к желанию (в дальнейшем)» [44]. Термин «проекция» используется в математике (изображение пространственных фигур на плоскости) и психологии (восприятие собственных психических процессов как свойств внешнего объекта в результате бессознательного перенесения на него своих внутренних импульсов и чувств) [91]. На такой трактовке понятия «проекция» базируются проективные тесты и проективные методики, широко применяемые в практической психологии для диагностики личности. Анализируя вышеприведенные трактовки терминов «проект» и «проекция», мы приходим к выводу, что термин «проективный», семантически объединяя оба термина, уместно толковать как «устремленный вперед, в будущее, создаваемый как личностный проект». Второй составляющей названия «проективно-рекурсивная технология» является понятие «рекурсия». Данный термин, дословно переводимый с латинского как «возвращение, повторение» и понимаемый, в первую очередь, как «самоподобие», «самовоспроизведение», также используется в разных областях знания: математике, программировании, лингвистике, культурологии. В качестве художественного приема рекурсия часто используется в искусстве: литературе, живописи, архитектуре, декоративноприкладном искусстве. В математике и программировании существует понятие «рекурсивная функция», определяемая как функция, вызывающая саму себя. Например, факториал можно определить рекуррентным образом: ! 1 ! 1 2 ⋯ 1 С помощью рекурсивной функции можно получить фрактал – геометрическую фигуру, обладающую свойством самоподобия. Рекурсивный объект (т. е. объект, обладающий свойством рекурсивности) – это объект, определение которого включает аналогичный объект в виде некоторой его части, т. е. это самоопределяемый объект. Рекурсивный характер имеет известный метод математической индукции, используемый как способ доказательства истинности утверждений для натуральных чисел (или бесконечной последовательности состояний). Термин «рекурсия» оказался востребованным и в таких науках, как философия и психология. Известный ученый, представитель философского течения радикального конструктивизма У. Матурана следующим образом трактует процесс познания: «Благодаря самонаблюдению мы приобретаем самосознание, создавая описания самих себя (репрезентации) и взаимодействуя со своими описаниями, мы можем описывать себя описывающими самих себя в бесконечном рекурсивном процессе» [54]. 10

1.1. Философские аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения  

Вновь обращаясь к философским воззрениям Ж.-П. Сартра, определяющего человека как проект, можно явно увидеть рекурсивность этого определения: человек – это проект, генерирующий проект своего настоящего и будущего через проект. Рядом авторов было введено понятие «рекурсивное мышление». В весьма интересной работе M. C. Corballis «The Recursive mind: the origins of human language, thought, and civilization» выдвинут тезис о том, что мышление человека имеет рекурсивные свойства, к которым адаптировался язык [109]. В этом утверждении автор возражает широко известной теории порождающих грамматик Н. Хомского, считавшего, что мышление имеет лингвистические свойства (хотя Н. Хомский также строил свою теорию, исходя из рекурсивности языковых конструкций). По словам M. C. Corballis, «Там, где Хомский рассматривает мысль в объективе языка, я предпочитаю смотреть на язык сквозь объектив мысли». По мнению автора, именно благодаря рекурсивному характеру мышления мы обдумываем прошлое и прогнозируем будущее, находясь в настоящем, а также смешиваем реальное и вымышленное, совершая ментальное путешествие во времени. Американский математик Д. Рид, занимающийся моделированием в области антропологии и археологии, исследуя эволюцию человека, пришел к выводу, что качественное отличие человеческого интеллекта от интеллекта человекообразных обезьян заключается в способности к рекурсивному мышлению [126]. По его мнению, количественное отличие человеческого мозга, а именно объем рабочей памяти человека (7±2 объекта или операции против 2–3 у шимпанзе), в ходе антропогенеза и овладения рекурсивной технологической деятельностью перешло в качественное отличие – способность применять рекурсивные логические операции. Среди отечественных ученых, занимавшихся исследованием рекурсии в самых разных областях человеческой деятельности, отметим А. В. Анисимова. Он определяет рекурсию как способ организации системы, при котором система в отдельные моменты своего развития создает собственные измененные копии, включает их в свою структуру и взаимодействует с ними. Проведя анализ ряда литературных и религиозных текстов и произведений живописи [6], он приходит к выводу о том, что рекурсия во многом определяет развитие литературы. По мнению А. В. Анисимова, в лингвистике и в искусстве рекурсия применяется для раскрытия протяженности и глубины действия, пространства, времени и любых других параметров бытия. Он также указывает на рекурсивный характер мышления в следующем образном высказывании: «Сознание погружается в рекурсию и выплывает из нее на поверхность простого мышления, погружается и опять выплывает. Такое движение в волнах разума создает активность мышления» [5]. 11

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

Сравнительный анализ примеров проявления рекурсии в искусстве и исследование понятия «рекурсивная форма движения» приводят Е. Л. Яковлеву и М. А. Зайченко к выводу: «Рекурсивный принцип можно применить и к характеристике бытия в целом, и к анализу отдельных его феноменов» [99]. Таким образом, название новой технологии обучения – проективнорекурсивная технология – было дано авторами после достаточно серьезного анализа используемого концептуального аппарата в этимологическом и философском аспектах.

1.2. Психологические аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения. Когнитивный подход к обучению Человеку, особенно в молодом возрасте, свойственно задумываться о своем будущем, строить планы и размышлять о путях реализации этих планов. Можно ли таким образом выстроить процесс обучения, чтобы помочь молодому человеку осуществить задуманное или, если собственное будущее пока представляется неясным, предоставить достаточно широкий спектр видов учебной деятельности, позволяющий сделать осознанный выбор? В процессе образования, представляющего собой целостное и целенаправленное обучение и воспитание, происходит интеллектуальное, духовное, нравственное, творческое, физическое, т. е. всестороннее развитие человека. В. П. Зинченко [30; 31; 33], опираясь на труды выдающихся советских психологов Л. С. Выготского [22; 23], С. Л. Рубинштейна [77], сформулировал ключевые психологические принципы развития обучающегося, которые должны быть учтены в образовательном процессе: ● творческий характер развития, соучастие в создании культуры в процессе развития и познания; ● ведущая роль «социокультурного контекста развития» (Л. С. Выготский), или социальной ситуации развития; ● ориентация обучения на сенситивные периоды развития, т. е. периоды, наиболее чувствительные к усвоению языка, способов общения, предметных и умственных действий; ● совместная деятельность и общение как движущая сила развития, как средство обучения и воспитания; ● определение ведущей деятельности в данный период развития; ● определение зоны ближайшего развития как метод диагностики способностей, понимаемых как способы деятельности; ● амплификация (углубление и обогащение) развития личности как необходимое условие разностороннего воспитания; 12

1.2. Психологические аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения. Когнитивный подход к обучению  

● последовательность этапов развития; ● принцип единства и асимметрии аффекта и интеллекта (Л. С. Выгот-

ский), или принцип единства сознания и деятельности человека (С. Л. Рубинштейн), понимаемый как непрерывное становление, имеющее циклический, спиральный, противоречивый характер; ● опосредствующая роль знаково-символических структур, слова, смысла и мифа в формировании предметных действий, знаний, становления личности; ● интериоризация (переход от внешнего предметного действия к внутренним образам, концептам, мыслям) и экстериоризация (от мысли к образу и действию) как механизм развития и обучения; ● неравномерность развития и формирования психических действий. В качестве интегративного принципа В. П. Зинченко выделил базовое утверждение педагогической философии Г. Г. Шпета, который видел главную задачу педагогики в «очищении» личных жизненных путей от обязательных правил, заповедей, авторитетов, от убеждения, что в этой области «кто-то что-то знает» и может разрешить наши проблемы [97]. Представляется, что вышеназванные психологические принципы отвечают в полной мере проективной философии образования и соответствуют сущности проективно-рекурсивной технологии обучения. Сформулированные принципы требуют развертывания, раскрытия, верификации и операционализации, т. е. создания соответствующих методик и технологий, их реализации в конкретной педагогической деятельности. Обращаясь к психологическим основаниям проективно-рекурсивной технологии обучения, следует рассмотреть концептуальный и инструментальный аппарат когнитивной психологии, а также основные положения когнитивно-конструктивного подхода к обучению. Когнитивная психология (или психология познания) изучает познавательные процессы человеческой психики: восприятия, внимания, памяти, мышления, устанавливая закономерности приобретения, сохранения и использования знаний человеком. Когнитивная психология, возникшая в 50–60-е годы XX века, сегодня является частью когнитологии (когнитивной науки), интегрировавшей успехи многих наук: нейрофизиологии, биофизики, психологии, информатики, лингвистики. Когнитивная наука представляет собой междисциплинарную область исследований, направленных на понимание природы мышления, моделирование и изучение работы мозга и мыслительных процессов. Когнитивный подход в обучении связан в первую очередь с целенаправленным и последовательным развитием мышления обучающегося на основе его ментального опыта. Научить думать, размышлять и, следовательно, учиться эффективно – сущность когнитивного обучения. Фунда13

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

ментом для развития концепции когнитивного обучения в педагогической науке послужили труды крупнейших российских ученых Л. С. Выготского, А. Р. Лурия, С. Л. Рубинштейна, Б. М. Теплова, Г. С. Альтшуллера, М. С. Шехтера, П. Я. Гальперина, Б. М. Величковского. Среди основоположников когнитивного обучения необходимо упомянуть Ж. Пиаже, А. Бине, Дж. С. Брунера, H. A. Бернштейна, Г. А. Саймона, современных психологов Ф. Джонсона-Лэйрда, Г. Э. Гарднера, Р. Аткинсона, Э. Спелке, М. Кай и др. Основными методами когнитивной психологии, доминировавшими в разные периоды, являются: 1) информационный подход; 2) компьютерное моделирование процессов высшей психической деятельности (восприятия, внимания, памяти, мышления, воображения, речи) – так называемая компьютерная метафора когнитивной психологии; 3) интеграция с нейрофизиологическими и нейропсихологическими исследованиями, опора на данные функционального картирования мозга. С позиции информационного подхода познание окружающего мира является главным стимулом развития человечества и представляет основной информационный процесс в человеческой деятельности. Действительно, познание заключается в правильной интерпретации сигналов, поступающих от отдельных фрагментов окружающего мира и событий, происходящих при их взаимодействии, с помощью пяти человеческих органов чувств (зрение, слух, осязание, обоняние, вкус), мозга и памяти. Эти элементы и их совместное функционирование называют разумом (интеллектом), позволяющим сформировать образы, которые хранятся в памяти для последующего использования. Следует различать понятия «информация» и «знание». В философском контексте информация есть свойство материи и мера упорядоченности мирового хаоса (беспорядка). Это определение можно принять за основу, хотя по сей день продолжаются споры о природе информации и дано немалое количество определений понятия «информация», раскрывающих его в разных аспектах. Знание можно трактовать как способ этого упорядочивания, т. е. как механизм формирования информации. Информацию можно человеку передать, а знание должно быть им приобретено (или создано) путем осмысления информации, опыта. Информацию и знание можно аккумулировать с помощью информационных ресурсов, обладающих специфическим свойством: при использовании информационные ресурсы не уменьшаются, а увеличиваются. Фундаментом для развития знаний являются информация и опыт обработки информации. Знание есть инструмент для создания информации и осуществления целесообразной деятельности, т. е. приобретения опыта. Другими словами, знание – это механизм обработки информации для реализации долгосрочных целей в будущем и ре14

1.2. Психологические аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения. Когнитивный подход к обучению  

шения задач в настоящем. Таким образом, налицо рекурсивный характер отношений «информация – знание – информация» (рис. 3).

знание и н ф о р м а ц и о н н ы е ресурсы

личностное знание

человек

интериоризация знания

экстериоризация знания

информация Рис. 3. Система отношений «информация – человек – знание»

Информационный подход, с которого началось становление когнитивной психологии как науки, снова актуализируется в эпоху Интернета, когда приоритетом становится глобальный обмен информацией в пространстве и во времени. По мнению К. К. Колина, являясь фундаментальным методом научного познания, информационный подход «занимает все более важное место в методологии науки и активно используется как для изучения физических систем неживой природы, так и для познания деятельности головного мозга человека, сознания и мышления… а также для исследования процессов глобальной эволюции» [43]. С повсеместным распространением Интернета информационное общество приобрело сетевую структуру. Оно вносит изменения в процесс общения: происходит переход от общения по принципам «один к одному» и «один ко многим» к общению по принципу «многие ко многим». В сетевом сообществе формируются сетевой коллективный разум, коллективное знание, распределенное между членами сообщества. До цифровой эпохи коллективное знание, трансактивная (групповая) память формировали устойчивые связи между членами социальных групп. Доступ в Интернет – глобальное хранилище информации – позволяет человеку получить как отчужденные обезличенные сетевые знания, так и персонифицированные знания членов виртуальной группы. Всемирная паутина обеспечивает создание и стремительное развитие общих информационных 15

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

ресурсов (коллективных искусственных источников информации), средств и инструментов коллективного пользования, новых способов и форм обучения и образования. В то же время в информационном обществе возникает немало противоречий и проблем самого разного свойства, в том числе познавательного и образовательного характера. К традиционным задачам педагогики добавляется новая: научить молодое поколение ориентироваться в нарастающем потоке информации, уметь анализировать и структурировать этот поток, в каком-то смысле даже противостоять ему. В новых условиях сам процесс познания происходит по-новому, и система образования должна помочь обучающемуся эффективно и осмысленно организовать этот процесс. Возникновение информации и знаний об окружающем мире представляет информационный процесс отражения и преобразования их в сознании человека. С самого рождения и всю последующую жизнь у человека происходит процесс формирования и развития (по объему и содержанию) образов окружающего мира. Этот процесс накопления опыта (самопознание, самообучение) происходит естественным образом при его взаимодействии с окружающей средой, общении с другими людьми, осуществлении целенаправленной деятельности, а также в процессе образования (вероятно, само слово «образование» является однокоренным со словом «образ»). Возникает вопрос, как именно хранятся и актуализируются в памяти образы окружающего мира? Формой существования образа объекта в памяти в виде ощущений и их модельных представлений, определяющих его свойства в пространстве и поведение во времени, является ментальная, или когнитивная, схема – центральное понятие когнитивной психологии. Ментальная схема – это модель отражения реального мира в памяти в виде пространственновременной динамической диаграммы. Со временем модельные представления претерпевают изменения в сторону обобщения и абстрагирования, формируют язык. Сформированные ментальные схемы определяют знание индивида и позволяют ему осуществлять мышление. Один из видных представителей когнитивной психологии У. Найссер ментальными («предвосхищающими» – у автора) схемами называл обобщенно-визуальные образования, возникающие как результат интеграции зрительных, слуховых и тактильно-осязательных впечатлений [58]. По определению М. А. Холодной, когнитивная схема представляет собой «обобщенную и стереотипизированную форму хранения прошлого опыта относительно строго определенной предметной области…». При этом М. А. Холодная различает когнитивные структуры двух типов: когнитивные структуры как фиксированные формы опыта с «горизонтальным» принципом формирования и когнитивные структуры – интегрированные 16

1.2. Психологические аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения. Когнитивный подход к обучению  

формы опыта с «вертикальным» принципом формирования, т. е. это структуры более высокого уровня (порядка) [93]. Другими основополагающими понятиями когнитивной психологии, на которых базируется когнитивный подход в обучении, являются понятия концепта и ментальной репрезентации. Концепт – это понятийная структура, «базовая когнитивная сущность, связывающая смысл со словом» (Ж.-Фр. Ришар). Ментальная репрезентация представляет собой ситуативную форму ментального опыта индивида и, по мнению Ж.-Фр. Ришара, это специфическая детализированная конструкция, построенная в конкретном индивидуальном контексте. Ментальная репрезентация хранится в оперативной памяти человека. Этим свойством ментальная репрезентация отличается от знания, обладающего постоянством и хранящегося в долговременной памяти [75]. Ж.-Фр. Ришар выделяет следующие формы знания: ● знания об объектах – концепты, образующие семантическую сеть; ● знания о ситуациях и событиях, выраженные посредством когнитивных схем; ● знания о действиях (процедурные знания). Следует указать, что концептуальный аппарат когнитивной науки – молодой и бурно развивающейся отрасли научного знания – находится в формирующейся стадии, поэтому у разных исследователей можно встретить различные термины. Но все ученые сходятся во мнении, что когнитивные (ментальные) схемы имеют сложную иерархическую структуру, образуют системы (сети) схем. Как писал Ж. Пиаже, выдающийся психолог XX века, «в ходе развития более элементарные структуры включаются в структуры еще более высокого уровня» [72]. От количества, разнообразия, насыщенности ментальных схем, прочности связей между ними зависит интеллект личности, успешность в обучении и дальнейшей профессиональной деятельности. По словам К. Крейка, одного из основоположников инженерной психологии, на основе внутренней модели (репрезентации) окружающего мира и своих возможных действий человек «способен проверять различные альтернативы, определять наилучшие из них, реагировать на будущее развитие ситуации и вообще во всех отношениях вести себя более полноценно, безопасно и компетентно, попадая в сложные условия» [20]. Таким образом, главной задачей когнитивного обучения становится создание таких условий обучения, при которых обучающийся будет успешно и эффективно формировать свою систему ментальных структур в соответствии со своими индивидуальными психическими особенностями. В контексте проективно-рекурсивного подхода к обучению отметим рекурсивность ментальных пространственных моделей окружающей среды, обычно состоящих из нескольких рекурсивно вложенных друг в друга 17

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

репрезентаций, которые по мере необходимости могут быть развернуты. На этот факт указывает Б. М. Величковский, приводя следующий пример: мы можем представить себе карту северо-востока России, так что СанктПетербург будет при этом представлен точкой на карте. При мысленном изменении масштаба рассмотрения эту «точку» можно развернуть в полномасштабное пространственное представление или снова свернуть [20]. Б. М. Величковский также отмечает рекурсивный характер наших представлений о других людях и их знаний о нас, рекурсивность языка. Как уже было упомянуто ранее, многие ученые поддерживают мнение о рекурсивном характере самого мышления, что естественным образом приводит к мысли о целесообразности использовать этот факт в процессе обучения. Далее следует сказать о тех плодотворных идеях конструктивизма – новой философии образования, – которые мы постарались учесть в проективно-рекурсивной технологии обучения.

1.3. Конструктивизм как эпистемологический и методологический базис проективно-рекурсивной технологии обучения Спорные интерпретации того, что такое конструктивистское обучение и преподавание, требуют более подробного толкования термина «конструктивизм». Дискуссии о конструктивизме в последние 20 лет связаны с интерпретацией природы конструктивизма как эпистемологического подхода, или теории познания, и конструктивизма в образовании. Считается, что конструктивизм в области образования и педагогики – это жизнеспособная и перспективная теория, противостоящая объективистской эпистемологии бихевиоризма в теории и практике обучения. Конструктивизм как эпистемологическая парадигма является альтернативой традиционной объективистской эпистемологической парадигмы. Т. Даффи и Д. Джонассен [111] отмечали сходство и различия между конструктивизмом и объективизмом. Обе теории используют в качестве отправной точки существование реальности, которая воспринимается (или познается) человеком. Различие между ними заключается в интерпретации познания реальности. В отличие от объективизма, конструктивизм не признает традиционную позицию реализма, согласно которой познание является репрезентацией реальности, а понимает знание как активное индивидуальное конструирование, при помощи которого актуализируется реальность. Согласно конструктивистской точке зрения знание конструируется через наш опыт. Знание как результат процесса познания является конструированием реальности, а не представлением внешней реальности, 18

1.3. Конструктивизм как эпистемологический и методологический базис проективно-рекурсивной технологии …  

то есть его открытием [114; 115]. Знание рассматривается как совокупность понятий, концептуальных связей и действий или операций, которые оказались жизнеспособными в отношении биологических и концептуальных целей. В рамках конструктивистской эпистемологии существуют разные вариации («лица» конструктивизма), которые становятся предметом многочисленных дискуссий. Они касаются в основном личностного, радикального и социального типов конструктивизма. Согласно радикальному (личностному, или познавательному) типу конструктивизма, познание и знание обладают личностными характеристиками – они являются элементами самой личности. Сторонники радикального конструктивизма считают «внутриличностные процессы конструирования индивидуального знания» крайне важными [110]. В образовательной практике это подразумевает студенто-центрированный и поисковый подходы. Знание как ментальная структура рассматривается вне влияния социокультурного контекста. Социальная среда и межличностные взаимодействия являются «всего лишь… стимулами для индивидуального когнитивного конфликта» [119]. Социальная конструктивистская интерпретация знания основана на предположении о конструировании знания через взаимодействие индивидов с обществом или социокультурной средой. Консенсус различных интерпретаций реализуется через взаимодействие или групповое посредничество. В социальных науках социальный конструктивизм может быть определен как эпистемологический подход, основанный на социологической теории познания Питера Бергера и Томаса Лукмана [106]. В соответствии с этим принципом знание социально сконструировано в коммуникационной практике, а коммуникация есть социальное конструирование реальности (а не когнитивный эпистемологический процесс, как утверждают конструктивисты). Таким образом, социальный конструктивизм противостоит эпистемологической позиции переопределения психологических конструктов (например, «мышление», «Я», эмоции) как социально обусловленных процессов. С этой точки зрения «знание – это не то, что есть в головах людей, а то, что люди делают вместе» [113]. Несмотря на существование различных вариаций в конструктивистской эпистемологии, объединяет их принцип релятивизма и утверждение о том, что познание основано на накопленном опыте и является предметноориентированным. Конструктивизм подчеркивает конструктивный характер познания и знания, относительность познания и знания, ценностный фон познания и знания, процессуальность и функциональность знания. Конструктивизм в педагогике предполагает присутствие эпистемологической и педагогической теорий. Эти два аспекта могут быть разделены и существовать независимо друг от друга. Конструктивизм в сфере образо19

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

вания предполагает пересмотр учебных программ, создание новой учебной и преподавательской среды и рассматривается как перспективный подход в педагогическом образовании, как «набор образовательных положений о… лучшем способе обучения» в формальных и неформальных образовательных контекстах [117]. Для того чтобы понять «педагогику конструктивизма», крайне важно разобраться в конструктивистских точках зрения на обучение и преподавание, которые могут, но необязательно соответствуют эпистемологии конструктивизма или конструктивистской теории познания. Подчеркнем, что наше видение конструктивизма (как теории и практики обучения и преподавания) изначально схоже с историко-культурной теорией развития Л. С. Выготского и его последователей, которая часто некритически ассоциируется с социальным конструктивизмом и конструкционизмом. Далее представим интерпретации обучения и преподавания в радикальном и социальном типах конструктивизма (т. е. конструкционизме), оказавшими наиболее сильное влияние на теорию обучения. Радикальные конструктивисты понимают обучение как процесс построения «значимых репрезентаций» об эмпирическом мире. Это процесс саморегулирования и конструирования концептуальных структур посредством размышления и абстракции» [115]. Объясняя формирование понятий, Э. фон Глазерсфельд подчеркивает, что «создание понятий является одним из видов конструирования» и что «конструирование предполагает рефлексию». Он утверждает, что «обучение и знания играют важную роль в установлении и поддержке равновесия познающего субъекта, они являются адаптивными. Адаптированность с конструктивистской точки зрения следует понимать как условие соответствия или жизнеспособности в пределах внешних и внутренних ограничений. Учителя-конструктивисты будут, как правило, изучать то, как студенты видят проблемы и почему их пути к решению казались им перспективными. Это, в свою очередь, позволяет создать гипотетическую модель концептуальной сети студента и адаптировать учебную деятельность так, чтобы она обеспечивала варианты, согласованные с возможностями обучающегося» [114, c. 135]. Акцент на процессуальность обучения означает выделение важности способа, пути в поисках ответа, а не нахождение «объективно верного решения». В обучении «ошибки» студентов рассматриваются в положительном свете, поскольку они позволяют заглянуть в организацию их эмпирического мира. Эта точка зрения согласуется с конструктивистской тенденцией признания множества истин, представлений, взглядов и реальностей. Адаптируемость, понимаемая как целесообразность и жизнеспособность относительно внутренних и внешних ограничений, и развиваемость обучения часто используются в конструктивистской педагогике. Трудности 20

1.3. Конструктивизм как эпистемологический и методологический базис проективно-рекурсивной технологии …  

возникают тогда, когда мы пытаемся «объективировать» их в программах обучения. Рассматривая перспективы преподавания, Д. Пратт видит основную цель образования в развитии все более и более сложных и комплексных форм мышления. Необходимость изменения «образа мышления», когда «новый опыт или новое содержание не соответствуют фактическим знаниям студента», вписывается в адаптируемость и развиваемость. Тем не менее изменение, понимаемое таким образом, противоречит конструктивистскому пониманию адаптируемости и развиваемости по причине внешней эксплицитности – в тех ситуациях, когда утверждается, что в указанном выше несоответствии студент «должен либо изменить свой старый способ познания, или отказаться от новых знаний и опыта» и что основной целью является «изменение образа мышления студента, а не приобретение новых знаний» [124; 125]. Исследователи естественно-научного образования предлагают специфическую интерпретацию построения концептуальных структур. В соответствии с конструктивистским пониманием выстраивания концептуальных структур они описывают обучение как процесс концептуальных изменений: трансформацию «наивных» (интуитивных) концепций в научные или более научные концепции. В более широком смысле обучение является «процессом обогащения, организации, реорганизации и совершенствования знаний и… развития способности использовать научные понятия и способы мышления, когда это необходимо» [133, c. 312]. С. Воснядоу и Л. Вершафел [136] отличают обучение в смысле концептуальных изменений от обучения в смысле «дополнения» и «обогащения» имеющихся знаний. В случае конфликта между новой информацией и имеющимися знаниями возникает необходимость реорганизации старых знаний, то есть необходимость концептуального изменения. Основной причиной непринятия «дополнительных механизмов» в реализации концептуальных изменений является то, что они могут быть одной из существенных причин «недоразумений». Много споров среди конструктивистов об обучении и преподавании относятся к «истине» и «жизнеспособности» («истинность» выражается через совместную мысль, «жизнеспособность» выражается через необходимое понимание). Конструктивисты выступают за понимание различных точек зрения и «побуждение мышления студентов» без неизбежности совместного мышления. Мы считаем, что «истина», выраженная в понимании «совместного мышления» в обучении в плане обязательного консенсуса, реализуема через позицию «авторитета». «Совместное мышление» в «аудитории», таким образом, будет означать принятие истины учителя – авторитета. Это должно отличаться от понимания с точки зрения достижения минимальной точки интерсубъективности – минимальной точки принятия различных взглядов с целью сохранения последовательности совме21

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

стной деятельности, выполнения взаимных намерений (целей), решения проблем, планирования, оценивания. Последовательность – в смысле координации различных точек зрения, посредством чего будет решена социально-познавательная проблема или конфликт. «Совместное мышление» можно рассматривать как «педагогическое соглашение», согласно которому студенты социально и когнитивно принимают участие в построении своих собственных знаний. Основная задача педагогического соглашения сводится к «коммуникативному соглашению» среди студентов с различными позициями и познавательными способностями. Рассматриваемые с педагогической точки зрения роли и коммуникация участников, а также интерактивная организация обучения и преподавания занимают важное место в формализованном институциональном контексте (таком, как атмосфера в классе) [102; 103; 105]. «Культурный поворот» в конструктивизме, произошедший в 1980– 1990 гг., означал сдвиг внимания к культурным корням обучения, то есть его социальной природе, к зависимости обучения и познания от окружающих условий. Одной из доминирующих теоретических точек зрения на обучение является социокультурная точка зрения. Центральное место в ней отводится социальному взаимодействию и языку как важнейшим средствам общения и обучения. Джон Штайнер, Ман [116] утверждают, что социокультурные теоретики, используя понятие «зона ближайшего развития» (ЗБР) (понятие, введенное Л. С. Выготским), трактуют обучение как распространяемую, интерактивную, контекстную деятельность и как результат участия обучающихся в «деятельном сообществе». Их объединяет участие, дух сотрудничества и совместная смыслодеятельность в процессе получения знаний и опыта. Социальный характер обучения подтверждает важность социального взаимодействия, в котором личность (студент) строит свою реальность во взаимоотношениях с другими, важными для него людьми (родителями, учителями, сверстниками, людьми другого возраста, одногруппниками и так далее). Они опосредуют его социокультурный опыт, то есть ценности в смысле приоритетов (приемлемый – ценный и желанный, в зависимости от природы культурного сценария). С увеличением интереса к историко-культурной теории Л. С. Выготского и исследованиям роли социального взаимодействия в работах Ж. Пиаже представление о соотношениях личности и социального в обучении меняется. Индивидуальный аспект обучения исследуется в связи с социальной средой. К обучению подходят как к конструктивному, социальному и культурно обусловленному процессу [129; 135]. Обучение рассматривается как процесс трансформации посредством участия в социокультурной деятельности [127; 128]. С социокультурной точки зрения обучение и развитие происходят в процессе участия в изменяющихся культурных 22

1.3. Конструктивизм как эпистемологический и методологический базис проективно-рекурсивной технологии …  

сообществах посредством активного включения граждан, их социальных партнеров, обычаев и традиций, культурных инструментов, технологий, материалов и систем ценностей [128]. Обращаясь к педагогическому проектированию, можно сказать, что «хорошее», то есть эффективное, обучение подразумевает существование множественных педагогических систем, которые функционируют в «спиральном взаимодействии». Кроме того, качество индивидуального или коллективного обучения зависит от «само-посредничества» или посредничества других факторов, то есть интенционального, концептуально сфокусированного, а не практического и автоматизированного обучения. Качество в том числе будет характеризоваться наличием обучения тому, как учиться, т. е. учиться у других и с другими, учиться использовать различные культурные артефакты. Различные вариации конструктивизма связывает общепризнанная точка зрения на обучение как активный процесс конструирования знаний и на преподавание как процесс соответствующей поддержки обучения [110]. Как радикальные, так и социальные конструктивисты (и конструкционисты) поддерживают идею о соответствующей поддержке обучения. Радикальные конструктивисты уделяют приоритетное внимание созданию условий для обучения, в которых предусмотрен «аутентичный (достоверный) контекст обучения», социальные конструктивисты отдают предпочтение посредничеству, что достигается путем активного участия, при котором студент изменяет свое понимание и способы решения проблем. Активное участие предполагает интенсивное взаимодействие, персонализированное дополнительное руководство, быструю обратную связь, одобрение, объяснение, предложения, размышления [129; 104]. Этот вид активного участия рассматривается в контексте создания опоры (scaffolding – англ.) – специфического способа руководства в зоне ближайшего развития. Опора – это своего рода «переправа», метафора, которой можно описать поддержку (в смысле опыта, профессионализма), оказываемую взрослыми и учителями в совместной деятельности с обучающимися, целью которой является успешность обучающегося. Другими словами, создание опоры – это «учебный процесс, в котором учитель поддерживает студентов в обучении когнитивно, мотивационно и эмоционально» [121, c. 18]. В процессе общения студенты и преподаватели выстраивают взаимопонимание, т. е. интерсубъективность. Для понимания сущности обучения и преподавания, по мнению Е. Матусова, необходимо наличие интерсубъективности, что он определяет как «наличие чего-то общего, как координацию личностных вкладов участников и человеческого фактора» [120, c. 384]. Интерсубъективность как процесс означает выстраивание взаимопонимания посредством понимания, согласования и координации начальных 23

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

точек зрения участников о взаимной задаче, проблеме в конкретном ситуационном контексте. Метафора «опора» была впервые использована в работах Д. Вуда, Дж. Брунера и Г. Росса в 1976 г. для того, чтобы объяснить роль взрослых в процессе совместного решения задач с детьми [139]. Эта метафора используется в теории обучения в смысле временной поддержки обучающегося в решении задач, которые он не может решать самостоятельно (что соответствует обучению в рамках зоны ближайшего развития). Согласно С. А. Стоуну [131], обучающийся как активный участник межличностного процесса выстраивает взаимопонимание вместе с учителем, т. е. они выстраивают интерсубъективность через общение, при котором обучающийся учится с точки зрения более компетентных участников. В своем обзоре развития метафоры «опоры» Стоун отмечает, что в рассмотрении «опоры» наблюдается существенное отклонение от исходного образа. В ранних обсуждениях создание опоры было описано как процесс «оказания помощи ребенку в идентификации, выстраивании последовательности и практическом применении подзадач для их последующего объединения» [131, c. 180]. Два аспекта поддержки были особо выделены в этих рассуждениях: семиотические средства (импликатура и пролепсис), которые помогают склонить собеседника к тому, чтобы он разделил точку зрения говорящего, и передают влияние межличностных отношений и социальных символических ценностей, что относится к ситуациям и поведению в процессе смыслообразования. Стоун утверждает, что метафора «опоры» была «изъята» из своего первоначального теоретического контекста, что в результате привело к рассмотрению создания опоры как направляющей, обучающей стратегии, инициируемой учителем, что является обратной стороной ее более гибкого теоретического контекста (социально-исторической теории). Пока стратегии создания опоры являются лишь частью циклического процесса соответствующей помощи, в центре внимания многих авторов чаще всего оказываются стратегии поддержки без общепринятой основы (каркаса) для анализов стратегии. Р. Тарп и Р. Галлимор [132] называют шесть способов помощи: моделирование, ситуационное управление, обратная связь, инструктаж, постановка вопросов и когнитивное структурирование. Вуд, Брунер и Росс выделяют шесть функций создания опоры: ● привлечение – выявление интереса со стороны ученика и содействие в соблюдении требований задачи; ● снижение степени свободы – упрощение задачи за счет сокращения числа составляющих действий, которые необходимы для того, чтобы дойти до решения; ● направляющая поддержка – поддержка стремления учащегося добиться конкретной цели и стимулирование перехода к более сложной задаче; 24

1.3. Конструктивизм как эпистемологический и методологический базис проективно-рекурсивной технологии …  

● маркировка критических точек задачи и «интерпретация расхожде-

ний» между тем, что ребенок сделал, и тем, как правильно делать; ● контроль фрустрации – минимизация стресса, связанного с решением задачи; ● демонстрация или моделирование решения задачи. По мнению Дж. Ван де Поль, М. Волман и Дж. Бейшуйзена, создание концепции теоретической основы (каркаса) эквивалентно различению целей и средств создания опоры [134]. Разработка конкретных форм опоры предполагает определение того, что такое опора и как она работает, то есть что является ее целями. Авторы различают пять различных целей создания опоры в метакогнитивной, когнитивной и аффективной областях: направляющее сопровождение, когнитивное структурирование, снижение степени свободы, привлечение, ситуационное управление / контроль фрустрации, а также шесть методов и путей поддержки: обратная связь, подсказки, инструктаж, объяснение, моделирование и постановка вопросов. Признаками успешного руководства, то есть обучения с опорой, являются: адаптивность к данным обстоятельствам, повышение уровня эффективности и ответственности обучающегося. Ответственность включает в себя когнитивную, метакогнитивную деятельность студента и его аффективную сферу. Повышение ответственности наблюдается, когда обучающийся все больше и больше контролирует свое обучение. Если, например, студент решает ряд задач и учитель адаптирует поддержку под понимание студента, то он действует согласно обстоятельствам. Если студент добивается понимания, учитель со временем может уменьшить свою поддержку. При уменьшении поддержки преподаватель может «передать» ответственность на студента, который, таким образом, будет все больше и больше контролировать свое обучение [134]. Возможно добиться опоры во взаимодействии, имеющем три основные характеристики: соответствие, ослабление поддержки и передача ответственности. В частности, если учитель применяет стратегии опоры (моделирование и постановка вопросов), которые зависимы от ответов студента, тогда его поддержка должна ослабнуть со временем как результат повышенной ответственности студента при выполнении задач [134]. Стоун определил четыре ключевые особенности создания опоры: во-первых, взрослый берет на себя ответственность за поддержку включения детей в «значимые и культурно востребованные виды деятельности за пределами текущего детского понимания или регулирования» [131, c. 349]; во-вторых, вовлеченность взрослых в процесс тщательного текущего диагностирования данного уровня понимания или опыта и обеспечение соответствующей поддержки; в-третьих, предоставление различных видов поддержки; и в-четвертых, временная обусловленность – поддержка, зату25

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

хающая со временем. Иными словами, то, что «наставник» («учитель») добивается превосходных успехов или ошибается, зависит от способности «генерировать гипотезы о студенческих гипотезах и зачастую свести воедино все их интерпретации» [138, c. 97], что делает очевидной важность его представления об обучающемся по причине взаимодействующей природы «наставничества». Это и есть то, откуда берет свое начало модель эффективного конструктивистского обучения, где все зависит от задачи и обучающегося. М. А. Чошанов [96] сформулировал ряд принципов обучения, характеризующих конструктивистскую дидактику: ● постановка целей образования исходя из ключевой позиции конструктивизма: знания нельзя передать обучающемуся в готовом виде, можно лишь только создать педагогические условия для успешного самоконструирования знаний обучающимися; ● мотивация обучающихся через их включение в поиск, исследование и решение значимых проблем, прежде всего проблем окружающей их действительности, решение которых непосредственно связано с реальной (экологической, экономической, производственной и проч.) ситуацией из жизни школы, района, города и т. д.; ● проектирование содержания обучения с опорой на обобщенные концепции, системные знания и интегративные умения; ● стимулирование умственной деятельности обучающихся с помощью поощрения мышления вслух, высказывания предположений, гипотез и догадок, организация содержательного общения и обмена мнениями; ● выбор методов, средств и форм обучения и оценивания, подчеркивающих интеллектуальное достоинство каждого учащегося, особую ценность его точки зрения, персонального подхода к решению проблемы, индивидуального стиля мышления. Перечисленные принципы, во многом перекликающиеся с принципами личностно-ориентированной парадигмы обучения, могут быть использованы в качестве методологических основ проективно-рекурсивной технологии обучения.

1.4. Сущность проективного подхода к обучению. Проективные образовательные системы Концепция проективного подхода к обучению сформулирована в работах Г. Л. Ильина, Н. И. Пака, Е. С. Заир-Бек, В. С. Безруковой, Л. И. Гурье, Н. А. Алексеева, И. А. Колесниковой. Г. Л. Ильин ввел в педагогическую практику понятие «проективное образование». По его словам, «центральным понятием проективного обра26

1.4. Сущность проективного подхода к обучению. Проективные образовательные системы  

зования личности является проект – замысел решения проблемы, имеющей для его носителя жизненно важное значение» [36, с. 34]. Суть проективного образования ученый видит в том, что образовательный процесс инициируется и формируется самим обучающимся. Г. Л. Ильин рассматривает проективное образование как одну из форм непрерывного образования (в настоящее время приобрел популярность англоязычный термин life-long learning – образование в течение всей жизни). Непрерывное образование существует в двух формах: институциональной (дошкольное образовательное учреждение – средняя школа – высшая школа – аспирантура – докторантура) и личностной. В настоящее время именно в этом направлении – удовлетворении жизненной потребности личности в образовании в условиях стремительно меняющегося информационного общества – происходит реформа высшей школы. Осознание личностью необходимости в получении нового знания для реализации поставленных перед собой целей становится движущей силой проективного образования. Автор концепции проективного образования, с одной стороны, считает, что проективное образование можно рассматривать как процесс жизнедеятельности личности в информационной среде, свойственный всем людям (на протяжении всей жизни человек ведет поиск нужных ему знаний). С другой стороны, это образование персонифицированное, более того, «элитарное», рассчитанное на творческих, одаренных и целеустремленных людей [35]. Проективное образование, по мнению Г. Л. Ильина, не тождественно самообразованию. Проективное образование не просто процесс потребления и усвоения готовых знаний из учебников, это получение информации из разнообразных источников, зачастую носящей противоречивый, непроверенный характер. Ю. Г. Татур, анализируя концепцию проективного образования, отмечает, что в ней «наиболее отчетливо фиксируется роль студента как ведущего субъекта процесса образования. В ходе проектировочной деятельности он не просто поглощает кем-то добытые знания, но добывает их сам, творит истину, чем обогащает интеллектуальную и духовную культуру общества…» [87]. Л. И. Гурье рассматривает проективное образование в двух аспектах: как форму личностного развития (может выступать в качестве основной и исходной формы образования, возможной на любой стадии развития) и как социальную систему. При этом личность сталкивается с наличием определенных ограничений, связанных с реализацией идей, заложенных в личных проектах [25]. Таким образом, условием и основой развития проективного образования является школьное и высшее образование. Хотя Г. Л. Ильин четко разделяет понятия «образование» (процесс, протекающий в течение всей жизни человека) и «обучение» (целенаправленный процесс, протекающий в специально организованных условиях), 27

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

принцип проективности можно корректно перенести на обучение. Цель проективного обучения – формирование у обучающегося потребности к саморазвитию и самообразованию, способности к креативному инновационному мышлению через реализацию собственного профессионального или жизненного проекта, отличающегося от готовых решений. Задача педагога при таком обучении – оказать квалифицированную помощь обучающемуся в проектировании и реализации личного замысла, достижении поставленных целей. В. С. Безрукова в [13] сформулировала принципы и задачи проективной педагогики на примере проективной модели личности и деятельности инженера-педагога. Позиция автора заключается в следующем: возможно не только проектирование отдельных элементов педагогического процесса (урока, педагогических ситуаций) и всего процесса в целом, но и педагогическое проектирование личности обучающегося. Под таким проектированием автор понимает разработку и описание возможного варианта развития обучающегося с учетом требований времени, личных возможностей и конкретных условий, созданных в учебном заведении. Н. А. Алексеев в [1], анализируя проектировочную деятельность в условиях реализации личностно-ориентированной парадигмы обучения, разработал проективную модель такого обучения. Им была предложена обобщенная схема педагогического проектирования, состоящая из следующих этапов: 1. Целеполагание: определение цели проектирования. 2. Ориентировка: выяснение системы педагогических факторов и условий, влияющих на достижение цели. 3. Диагностика исходного состояния: описание педагогической действительности, подлежащей проектированию. 4. Рефлексия: выбор уровня и оперативных единиц педагогического мышления для принятия решений по созданию проекта. 5. Прогнозирование: выдвижение гипотез о вариантах достижения цели и оценка вероятности их достижения в конкретных условиях. 6. Моделирование: построение конкретной модели (проекта) педагогического объекта. 7. Экстраполирующий контроль: построение методики измерения параметров педагогического объекта. 8. Внедрение: реализация проекта. 9. Оценивание: оценка результатов осуществления проекта и сравнение их с результатами, теоретически ожидавшимися. 10. Коррекция: построение оптимизированного варианта конкретного педагогического объекта.

28

1.4. Сущность проективного подхода к обучению. Проективные образовательные системы  

Педагогическое проектирование является необходимым элементом проективного обучения. По мнению И. А. Колесниковой, педагогическое проектирование – это «практико-ориентированная деятельность, целью которой является разработка новых, не существующих в практике образовательных систем и видов педагогической деятельности» [41, с. 17]. Она рассматривает следующие этапы проектирования: ● предпроектный (стартовый) этап: исследование, проблематизация, концептуализация, целеполагание, ценностно-смысловое самоопределение, форматирование проекта; ● реализация проекта: уточнение цели, функций, задач, пошаговое выполнение проектных действий, коррекция, получение и внутренняя оценка проекта, презентация результатов работы и их внешняя экспертиза; ● рефлексивный этап (оценка хода и результатов проекта, системы отношений внутри проекта, осмысление перспектив использования проектного продукта); ● постпроектный этап (апробация, распространение результатов и продуктов проектной деятельности, выбор вариантов продолжения проекта, объединение своего проекта с другими и т. д.). Согласно В. С. Безруковой, процесс проектирования включает несколько этапов, среди которых можно выделить [13, с. 117]: ● моделирование: разработка целей (общей идеи) создания педагогических систем, процессов или ситуаций и основных путей их достижения; ● собственно проектирование: дальнейшая разработка созданной модели и доведение ее до уровня практического использования; ● конструирование: дальнейшая детализация созданного проекта, приближающая его для использования в конкретных условиях реальными участниками учебно-воспитательного процесса. Впервые возможность применения проективной стратегии к организации и проектированию сложноорганизованных динамических открытых систем, к которым относятся образовательные системы, была рассмотрена в [65, с. 42]. В работе было введено понятие проективной образовательной системы, организованной по принципу «многие ко многим», т. е. создаваемой многими участниками для совместного использования, моделируемой и развивающейся в виде проекта, допускающей модернизацию, корректировку, эволюционное развитие. Проективной образовательной системой назовем систему, которая формируется и развивается как государственный (национальный) образовательный проект, описывающий ее настоящее и будущее поведение. Другими словами, проективная образовательная система – это реально функционирующая открытая и гибкая система образования, представляющая

29

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

совокупность развивающихся отдельных компонент, каждая из которых представляет образовательный проект. На наш взгляд, при рассмотрении проективных образовательных систем уместно провести параллель с проективными человеко-машинными (или эргатическими, в терминах эргономики) системами. Проективной называют человеко-машинную систему, в которой для взаимодействия с машиной человек составляет на языке инструментальной области проект, описывающий ее предполагаемое поведение [45]. Например, проективной системой является ОС Unix. В подобных системах человек и машина работают над одной задачей, как правило, по очереди: сначала человек составляет проект (множество параметров, задающих структуру системы), потом машина выполняет его. Формально после изменения параметров система может перейти в состояние, совершенно не напоминающее предыдущее, поэтому говорят о «сборке системы на основе проекта». Выполнение спроектированных действий может длиться достаточно долго, но и в этом случае невозможно в точности предсказать поведение системы на конкретном сложном примере. Если пользователя что-то в системе не удовлетворяет, он исправляет проект и перезапускает систему. Так образуется цикл тестирования и отладки, характерный для взаимодействия пользователя и машины в проективной системе. Процедурная человеко-машинная система доступна человеку в виде набора функций (или процедур), описываемых в терминах прикладной области и приводящих к наглядному или гарантированному изменению свойств объекта. Пример процедурной системы – ОС Windows. Эта операционная система «закрыта» для вмешательства извне, она является готовым продуктом для пользователей. Модернизация и какие-либо изменения в ней недопустимы. Поэтому необходимые изменения системы приводят к ее новым версиям, предлагаемым пользователям. Традиционная система образования является по своей сути процедурной системой. Она нацелена на освоение знаний и опыта, накопленных человечеством в прошлом. Наглядно представить модель образования, ориентированную на прошлое, можно с помощью рис. 4. В этой парадигме обучение носит явно выраженный предметный характер, поскольку, моделируя настоящую профессиональную деятельность, выбирают перечень дисциплин, которые формируют знаниевый фундамент будущего специалиста. Безусловно, такой фундамент необходим, но недостаточен для выпускника высшей школы, который был бы востребован на рынке труда. В будущем для успешной профессиональной карьеры молодому специалисту, скорее всего, понадобятся новые знания и умения, т. е. дополнительное образование. Традиционный учебный процесс в вузах чаще нацелен на качественное освоение содержания предме30

1.4. Сущность проективного подхода к обучению. Проективные образовательные системы  

тов, что становится самоцелью. В этой связи реализуется принцип «прошлое для настоящего», и деятельность человека в основном носит процедурный характер. профессиональная деятельность

образование

н а у к а время

прошлое

настоящее

будущее

Рис. 4. Модель образования в парадигме «прошлое для настоящего»

Если принять тезис «будущее для настоящего», т. е. нацелить образование в будущее (другими словами – в процессе обучения сделать приоритетным решение текущих и новых возникающих задач в будущей профессиональной деятельности), то тогда станет востребованной проективная стратегия. В парадигме «будущее для настоящего» соотношение наука – образование – профессиональная деятельность можно представить как на рис. 5. В такой модели объединены профессия, наука и предметнообразовательная среда. Обучение предметам уже не самоцель. Предметы встраиваются в информационную научно-образовательную среду и выступают как инструментарий, средство для достижения целей и решения задач в будущей профессиональной области. Будущая профессиональная деятельность оказывает влияние не только на образовательную систему, но и на науку. В качестве примера можно привести появление «Атласа новых профессий», разработанного Московской школой управления «Сколково» и Агентством стратегических инициатив. Анализируя востребованность профессий в 19 отраслях экономики, эксперты обсудили технологические изменения, социальные и экономические процессы, влияющие на структу31

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

ру рабочих задач, выявили спрос на новые компетенции и дали прогноз на будущие профессии.

профессиональная деятельность

образование

н а у к а время

прошлое

настоящее

будущее

Рис. 5. Модель образования в парадигме «будущее для настоящего»

Проективная образовательная система дает каждому обучающемуся выстроить ту образовательную траекторию, которая наиболее полно соответствует его образовательным и профессиональным способностям. Создается возможность в подобной среде сформировать многообразие условий для личностно-ориентированного обучения (студент-центрированного обучения) за счет информационно-коммуникационных технологий. Главным отличием проективной образовательной системы от процедурной системы являются отношения субъектов образовательного процесса, их деятельность и направленность информационных потоков. С учетом закономерностей информационного процесса познания и обучения отношения преподавателя и обучающегося из «субъект-объектных» переходят в «субъект-объект-субъектные», причем их деятельность осуществляется по принципу «все для всех». Известный философ XX века П. Фейерабенд, размышляя над новой стратегией образования, писал, что «задача преподавателя должна заключаться в том, чтобы помочь человеку сделать выбор, а не навязывать ему свою собственную истину» [90]. Проективная стратегия образования в полной мере отвечает этому принципу. Для современного динамичного состояния общества развитие системы образования на всех ее уровнях (всей национальной системы, отдельного 32

1.4. Сущность проективного подхода к обучению. Проективные образовательные системы  

вуза, школы, предмета) целесообразно осуществлять в рамках проективной стратегии. Таким образом, проективная стратегия в образовании – это организация образовательных систем, образовательных программ, образовательных стандартов, методических систем обучения, а также учебного процесса и методик обучения и воспитания на основе перспективного и непрерывного их планирования, исследования и развития. Инициирование, моделирование и реализация проективной образовательной системы (системы обучения) предполагает проектирование и динамичное развитие всех ее компонентов с привлечением всех участников проекта: студентов, преподавателей, заказчиков (например, возможных работодателей или студентов и преподавателей других вузов). Привлекательность разработки проективных образовательных систем кроется, прежде всего, в ее исследовательском характере. Каждый модуль, компонент, отдельный проект системы представляет собой результат научно-методического исследования, в некотором смысле аналогичный публикации статьи. Это означает, что структура и весь процесс создания проективной образовательной системы доступны всему педагогическому и студенческому сообществу, поскольку любой научный результат должен быть верифицируем, т. е. подтверждаться другими исследователями и быть открытым для критики. Таким образом, процесс разработки проективной системы принципиально более схож с научным процессом. Сформулируем основные принципы проективных образовательных систем: ● открытая архитектура – суть проективной системы; любая система, если в ней предусмотрена реконструкция без «капитального ремонта» всей ее структуры, становится более универсальной, и ее «жизнь» существенно удлиняется; ● рекурсивное проектирование системы – проект системы предполагает проектирование новых и отдельных его компонент (сам проект предполагает проектирование подпроектов, из которых состоит исходный проект); ● информационная открытость – вся нормативно-правовая, методическая, научная и учебная информация открыта для всех субъектов образовательного процесса, все материалы доступны всем; ● модульность – каждый модуль системы представляет собой результат научно-исследовательской проектной работы одного или нескольких участников; ● минимизация затрат – любое действие в системе должно быть оптимальным; ● простота и прозрачность – самый сложный проект для развития системы должен быть таким, чтобы любой смог его понять, а достаточно 33

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

опытный работник должен быть в силах не только оценить, но и создать подобное; зачастую инновации, полезные методические находки, программно-аппаратные средства и проч. теряются и не могут быть восстановлены при уходе специалиста из сферы образования; ● свободный, но ответственный доступ участия в разработке системы (персональная ответственность) – каждый может стать участником коллектива разработчиков системы, но принимает правила сообщества; ● непрерывность и эволюционность – система не ждет завершения проекта, она эксплуатируется, непрерывно развивается; система не предполагает революционных перестроек (реформ) и изменений; ● адаптивность – наличие обратной связи в системе, позволяющей оперативно реагировать на внешние воздействия и изменение состава и взаимоотношений участников. Среди перечисленных принципов наиболее важным, как нам представляется, является принцип рекурсивности. Рассмотрим его более подробно. В условиях реформирования высшего образования на первый план выдвигается задача эффективной, практико-ориентированной и системной подготовки специалистов, социально и профессионально адаптированных к вызовам информационного общества и требованиям работодателей. Решение такой масштабной задачи невозможно без формирования информационной компетентности выпускника высшей школы по всем направлениям подготовки. В информационном обществе процесс профессиональной подготовки требует квалифицированного владения информационными коммуникационными технологиями. В этой связи процесс обучения ИКТ целесообразно строить путем моделирования профессиональной деятельности по овладению этими технологиями, организации процесса учебного познания (обучение методам и способам добывания знаний). Получение теоретических знаний и практических умений при этом основывается на использовании средств ИКТ для создания разнообразных дидактических элементов, которые в дальнейшем используются при изучении дисциплин информационного цикла. Процесс обучения в этом случае приобретает рекурсивный характер. Становится актуальным тезис: «Обучаюсь курсу путем разработки обучающих дидактических элементов». Речь идет о создании электронных ресурсов, по которым обучающиеся сами обучаются, или использовании материалов в создаваемых ими обучающих системах. Принцип рекурсивного обучения позволяет моделировать будущую профессиональную деятельность путем «продуцирования» обучающих элементов посредством информационно-коммуникационных технологий. Для реализации идеи проективной стратегии обучения с акцентом на рекурсивное обучение необходимо обосновать принципы разработки проективно-рекурсивных методических систем предметного обучения. 34

1.5. Проективно-рекурсивные методические системы обучения  

1.5. Проективно-рекурсивные методические системы обучения Понятие методической системы обучения, которое в настоящее время можно считать общепринятым в педагогической практике, тем не менее по-прежнему имеет разные трактовки и вызывает определенную полемику среди ученых-педагогов. В первую очередь споры в научной среде вызывает структура (компонентный состав) методической системы. Ряд ученых (А. М. Пышкало [74], вслед за ним Н. В. Кузьмина, Ю. С. Брановский, М. В. Швецкий, Н. И. Рыжова и др.) определяют методическую систему как совокупность целей, содержания, методов, средств и форм обучения. Другие авторы к этому добавляют результативный и оценочный компоненты (Г. И. Саранцев [78], В. Г. Крысько, Н. Л. Стефанова и др.), деятельностный или процессуальный компоненты (М. В. Рыжаков, Н. А. Черникова, М. А. Шаталов и др.). Некоторые исследователи (И. Б. Готская, В. М. Жучков) не включают целевой компонент в структуру методической системы, а рассматривают его как системообразующий фактор. В. И. Загвязинский [29] называет методической системой тип обучения, понимая под ним единство целей, содержания, внутренних психологических механизмов, методов и средств конкретного способа обучения. Такой же точки зрения придерживается А. М. Новиков, считая, что «методическая система обучения» то же, что и «дидактическая система обучения» [61]. Таким образом, для дальнейшего изложения необходимо конкретизировать авторскую позицию по данному вопросу. Будем рассматривать методическую систему предметного обучения, состоящую из следующих компонентов: ● целевой компонент (постановка целей обучения); ● содержательный компонент (отбор содержания курса на основе определенных принципов); ● технологический компонент (методы, средства и формы обучения); ● результативно-оценочный компонент (планируемые результаты, методы и формы диагностики и контроля обучения). Взаимосвязанная совокупность этих компонентов образует структурно-логическую модель предметного обучения. Рассмотрение технологии обучения как целенаправленного процесса, совместной деятельности субъектов образования и их взаимодействия с объектами образовательной системы вызывает необходимость построения процессуальной модели предметного обучения. Использование проективной стратегии и рекурсивного подхода к обучению позволяет рассматривать проективно-рекурсивную методиче35

Г л а в а 1. Теоретикко-методологиическое обосснование проеективно-рекуурсивной техннологии обучеения  

скую систему предметн ного обуч чения какк образоввательный й проект. Обратимся к жизнен нному ци иклу проеекта, т. е. совокупн ности посследоватеельных этаповв развити ия проектта. Прим мем за осснову поозицию А А. М. Новикова и Д. А. А Новикоова, которрые выделляют след дующие фазы ф в жи изненном м цикле проектта [60]: ● фаза пр роектироввания, вкллючающаая концеп птуальную ю стадию,, моделироваание, кон нструироввание и сттадию тех хнологичееской под дготовки; ● техноло огическаяя фаза; ● рефлекс сивная фааза. П Применяе емая проективно-ррекурсивн ная страттегия к п проектиро ованию методи ической системы с обученияя приводи ит нас к утверждению, чтто рефлексиввный и постпроек п ктный эттапы разр работки проективн п но-рекурссивной методи ической системы с становятсся циклич чески зам мкнутыми и с этапам ми моделироования и реализац ции (техноологическкой фазой й). Субъеекты проеектирования (студентты, препод даватели,, возможн ные рабоотодатели), как лич чности со свооими потрребностям ми, целям ми, спосо обностями и, генери ирующие новые идеи, будут окказывать влияниее на содеержательн ный и теехнологич ческий компооненты меетодическкой систеемы. Представим жизненны ый цикл проективной й методич ческой си истемы с помощью п ю следующ щей схемы ы (рис. 6)).

Рис. 6. Жизненны ый цикл проективвно-рекурссивной меттодической системы

В основуу проекти ирования и послед дующей реализаци р ии проекктивнокой системы пред рекурссивной методичес м дметного обученияя должны ы быть 36

1.5. Проективно-рекурсивные методические системы обучения  

положены определенные принципы. Сформулируем их в соответствии с вышеопределенной структурой методической системы: Целевой компонент: ● личностно-центрированный характер целевых установок; ● целевая иерархия по взаимозависимым уровням: дисциплинарному, профессиональному, метадисциплинарному; ● гибкость и адаптивность: возможность корректировки целевых установок; ● соответствие государственным образовательным стандартам. Содержательный компонент: ● проективность: проекция будущей профессиональной деятельности на процесс обучения в виде реализации личного образовательного проекта; ● рекурсивность: создание и использование образовательных ресурсов самими обучающимися в учебном процессе – «создаю знание для приобретения знания»; ● итеративность: возвращение к задаче на более высоком уровне сложности (принцип восходящей спирали) с использованием нового учебного материала и приобретенного нового знания; ● вариативность: возможности выбора адекватного уровня сложности задач, последовательности выполнения и т. д.; ● междисциплинарность: взаимосвязь с другими курсами; ● информационная насыщенность. Технологический компонент: ● многовариантность образовательных траекторий; ● использование смешанного типа обучения: аудиторного и электронного; ● эффективная организация самостоятельной работы студентов; ● включение обучающихся в научно-исследовательскую и профессиональную деятельность; ● активное использование метода проектов с широким спектром их видов: учебных, научно-исследовательских, бизнес-проектов; ● учет когнитивных особенностей и индивидуальных стилей учения обучающихся. Результативно-оценочный компонент: ● планирование образовательных результатов в их единстве с поставленными целями; ● тщательная разработка контрольно-измерительных материалов в соответствии с государственными образовательными стандартами и психическими характеристиками обучающихся; ● диагностика личностного роста обучающихся; 37

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

● формирование ценностно-мотивационного отношения к учебной

деятельности в виде осознания необходимости постоянного пополнения знаний и умений и желания стать квалифицированным специалистом. Построенная на данных принципах методическая система предметного обучения обладает рядом преимуществ. Цели обучения в традиционной системе – приобретение знаний, умений и навыков по специальности – трансформируются в профессиональное развитие личности с помощью знаний предметной области в соответствии с ее потребностями, мотивами, способностями. Предоставляется возможность без существенных изменений регламента учебного процесса сочетать и использовать различные формы и методы обучения. Обучение в условиях проективно-рекурсивной методической системы позволяет реализовать дифференцированное и индивидуальное обучение в условиях предметной информационнообразовательной среды, а также предоставляет студенту возможность самообучения как ведущей формы учебной деятельности. Основным дидактическим средством в проективно-рекурсивной методической системе предметного обучения является учебный проект. Учебные проекты сами по себе могут выступать как педагогическое средство для разных целей обучения, в частности для приобретения умений и навыков в разработке разнообразных дидактических элементов на основе ИКТ. При этом обучающийся учится самостоятельно находить ответы на возникающие вопросы (при необходимости обращаясь к опыту и знаниям педагога), самостоятельно осваивать средства и технологии решения задач, создавая собственные обучающие средства. Проективно-рекурсивная методическая система предметного обучения обеспечивает личную включенность всех участников учебного процесса. Сотворчество проявляется в совместном развитии образовательной среды, обновлении ее ресурсов, профессиональном общении, направленном на поиск оптимальных решений учебных задач.

1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции в образовании Существование техногенного общества невозможно без процесса технологизации, охватывающего все сферы человеческой деятельности. Не является исключением и система образования. С появлением и бурным развитием информационно-коммуникационных технологий имеет смысл говорить и о технологизации самого обучения, связанного с появлением термина «педагогическая технология». 38

1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции…  

Как известно, собственно термином «технология» обозначают множество методов, приемов, операций, средств, применяемых в конкретной области человеческой деятельности для создания определенного продукта или достижения результата в совокупности с научным описанием этого процесса. В контексте информационного подхода о технологии можно говорить как о знании, необходимом для реализации поставленной цели получения некоего продукта. Возникший и используемый в предметной (производственной) человеческой деятельности, в настоящее время термин «технология» существенно расширил область своего применения, стал полноправным понятием социальной сферы. «Продукт», получаемый в результате применения педагогической технологии, – это конкретный образовательный результат, который должен быть описан, сформирован и диагностирован. Вопросы технологического подхода к обучению были поставлены в работах многих отечественных ученых: Л. Н. Ланды (алгоритмический подход к обучению [46]), Ю. К. Бабанского (оптимизация педагогического процесса [7]), П. Я. Гальперина (теория поэтапного формирования умственных действий [24]), Н. Ф. Талызиной (программированное обучение, деятельностный подход [86]), В. П. Беспалько, О. Б. Епишевой, М. В. Кларина, Г. К. Селевко, В. А. Сластенина, В. М. Монахова, В. В. Гузеева, Г. Г. Левитаса и др. В педагогической литературе определение понятия «педагогическая технология» (используется также термин «образовательная технология») было неоднократно сформулировано и уточнено в новых трактовках. Несмотря на многочисленность таких определений и некоторые разногласия в интерпретации терминов «технология», «методика», «методическая система», большинство ученых сходится во мнении, что технологию следует рассматривать в первую очередь как динамический процесс, приводящий к качественному изменению исходного состояния обучающихся. Авторы согласны с мнением Г. К. Селевко, что в педагогической технологии более представлены целевой, процессуальный, количественный и расчетный компоненты, а в методике – содержательная, качественная и вариативная стороны. В своей известной работе [80] Г. К. Селевко структурировал состав педагогической технологии с включением в него 1) концептуальной основы; 2) содержательной части обучения (а именно: целей обучения и содержания учебного материала); 3) процессуальной части (организация учебного процесса, методы и формы работы учителя и деятельности учеников, диагностика учебного процесса). Там же он сформулировал критерии технологичности, т. е. основные методологические требования к педагогической технологии, а именно: ● критерий концептуальности (философские, психологические, дидактические, социально-педагогические обоснования); 39

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

● критерий системности (применение системного подхода к проек-

тированию педагогической технологии); ● критерий управляемости (проектирование педагогического процесса с возможностью диагностики и коррекции образовательных результатов и варьированием методов и средств обучения); ● критерий эффективности (достижение определенного стандарта обучения с наименьшими затратами); ● критерий воспроизводимости (повторение технологии в других образовательных учреждениях другими субъектами педагогического процесса). М. Ю. Олешков [63] выделил характерные признаки педагогической технологии, а именно: ● стандартизация (унификация) процесса обучения; ● результативность в смысле гарантированности достижения запланированного уровня обучения; ● развитие личности за счет разноуровневого обучения; ● диагностическое целеполагание; ● модульная организация учебного материала; ● акцент на дифференцированную самостоятельную работу обучающихся; ● экспертиза качества образования в виде входного, текущего и итогового контроля; ● расширение форм оценивания. Среди многочисленных определений термина «педагогическая технология» отметим трактовку термина, данную А. В. Алексеевым в рамках личностно-ориентированной парадигмы обучения: «Специфическая индивидуальная (авторская) деятельность педагога по проектированию учебной деятельности и ее практической организации в рамках определенной предметной области с ориентацией на тип психического развития учащихся и учет личных возможностей педагога» [1]. Таким образом, можно утверждать, что технология обучения должна предложить работоспособный и эффективный проект учебного процесса, который далее реализуется в конкретной предметной области. Личностно-ориентированная концепция обучения подтверждает неэффективность проектирования линейных технологий обучения, нацеленных на последовательное, систематическое и дозированное изложение учебного материала и передачу «готовых» знаний обучающимся. Экспоненциально растущий поток информации, физическая, психологическая и эмоциональная неспособность обучающегося воспринять возросший массив знаний, эффект «перегруженного мозга» не дают возможности полностью реализовать принцип передачи всех накопленных знаний каждому обучающемуся в процессе обучения. Можно утверждать, что в настоящее 40

1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции…  

время являются весьма полезными усилия, направленные на исследования нелинейных (непоследовательных) способов организации обучения. Они позволяют существенно интенсифицировать процессы восприятия и обработки информации и, следовательно, эффективно организовать и оптимизировать познавательную деятельность в процессе обучения. Нелинейные технологии обучения предполагают использование эвристических методов познания, развитие интуиции и творческого мышления. Ограниченная емкость оперативной памяти не позволяет человеку просчитывать варианты развития событий при большом количестве исходных данных (даже люди с уникальными способностями проигрывают вычислительным возможностям современных суперкомпьютеров). Однако человек может принимать правильные решения, используя опыт, аналогии, чаще на подсознательном и интуитивном уровне. Желание все учесть, взвесить, боязнь ошибиться приводят человека к последовательному мышлению, что порой занимает много времени и нередко приводит к неуспеху. Одна из причин – неумение принимать решения в условиях неопределенности. Для преодоления таких ситуаций требуется развитое чувство интуиции, активное использование метода проб и ошибок. Можно привести много примеров гениальных решений, открытий в науке, принятых по воле внутреннего голоса, благодаря интуиции. Прослеживается тенденция перехода интуиции из разряда «дар» в разряд «навык». И в процессе обучения возникают ситуации, когда студентам необходимо сформулировать решение до того, как они успели осмыслить условия задачи, в противовес тому, как раньше учили их принимать решения, опираясь на логику и исходные информационные данные. Поэтому так важно в образовательном процессе помогать обучающимся выбирать цель и, несмотря на определенные риски, поощрять активный поиск и нелинейную стратегию обучения, способствовать развитию не только дискурсивного (аналитического) мышления, но и формировать навыки интуитивного мышления. Научиться доверять собственной интуиции, использовать эвристические методы познания возможно с помощью развития метакогнитивных процессов (метапознания). Термин «метапознание» (metacognition) ввел в психологию Дж. Флейвелл, понимая под ним систему знаний о собственных мыслительных процессах и стратегиях, способность к их анализу и контролю [112]. Часто используется рекурсивное определение метапознания: «знание о знании», «познание познания», «мышление о мышлении». В структуре метапознания Дж. Флейвелл выделил четыре компонента: метакогнитивные знания, опыт, цели и стратегии. Метакогнитивные процессы включают планирование и выбор стратегии (постановка цели), программирование деятельности, сознательный контроль хода обучения с исправле41

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

нием ошибок, коррекцию стратегии в случае необходимости. Образовательная практика показывает, что успешность в обучении напрямую связана с развитостью метакогнитивных процессов. Также очевидно, что метакогнитивные процессы перекликаются с этапами проектировочной деятельности. Суммируя все вышесказанное, можно сказать, что выделение ключевых характеристик проективно-рекурсивной технологии обучения, ее классификация приводят к следующему утверждению: проективнорекурсивная технология обучения является ● личностно-ориентированной (более того, личностно-центрированной); ● нелинейной; ● метакогнитивно направленной; ● конструктивистской; ● полиметодической. Обратимся к разработке проективно-рекурсивной технологии обучения. Как уже не раз было подчеркнуто, приоритетным здесь является четкое формулирование целей обучения. С введением федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования, декларирующих компетентностный подход к результатам обучения, первостепенной целью обучения в системе высшей школы становится формирование у обучающихся компетенций, соответствующих профилю подготовки. Компетенция – это способность применять знания, умения и личностные качества для успешной деятельности в определенной области. Компетенции структурированы в группы общекультурных (универсальных) компетенций (ОК), общепрофессиональных компетенций (ОПК) и профессиональных компетенций (ПК). Поскольку технология обучения на практике реализуется в технологии обучения конкретной дисциплине, должен быть разработан перечень дескрипторов, характеризующих компетентность обучающегося в данной предметной области. Таким образом, целесообразно при разработке проективно-рекурсивной технологии сформулировать цели обучения в виде иерархии, включающей три уровня: ● метадисциплинарный; ● профессиональный; ● дисциплинарный. Дисциплинарный уровень целевой иерархии предполагает планирование образовательных результатов освоения данной дисциплины, причем запланированные результаты должны стать компонентами определенных профессиональных компетенций. Профессиональный уровень целевой иерархии выражается в непосредственном формировании профессиональных и общепрофессиональных компетенций и способствует формированию универсальных компетенций. Метадисциплинарный уровень целевой иерархии может включать формирование универсальных компетенций, явно 42

1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции…  

сформулированных в ФГОС, а также планирование метарезультатов освоения данной дисциплины: развитие у обучающихся определенных стилей мышления, коммуникативных, социальных и регулятивных навыков, личностных качеств и т. д. Таким образом, цели обучения в виде планирования образовательных результатов, сформулированные на разных уровнях, являются взаимозависимыми и представляют собой систему вложенных (рекурсивных) компонентов. Требуется уточнить понятие «результаты обучения», или «образовательные результаты». Следует сказать, что в психолого-педагогической литературе существуют разные точки зрения на то, что является результатом обучения. Американский психолог Р. Ганье определяет результаты обучения как «приобретенные способности», т. е. такие состояния нервной системы, которые сохраняются в течение длительных периодов времени и приводят к формированию у индивидуумов устойчивой способности к выполнению специфических видов действий [73, c. 1230]. Он рассматривает 5 видов результатов обучения: ● вербальные (декларативные) знания (знания, которые могут быть представлены (декларированы) в устной, письменной или иной форме); ● интеллектуальные умения (процедурные знания): способности в применении правил и понятий к специфическим ситуациям; ● когнитивные стратегии (управление и регулирование когнитивными процессами: вниманием, восприятием, кодированием и извлечением информации из памяти, мышлением); ● аттитюды, т. е. социальные установки, которыми руководствуется личность в отношении людей, объектов или событий; ● двигательные навыки. Ф. Мартон, рассматривая результаты школьного образования, относит к ним не только знания, умения и навыки, но и сформированные способы мышления учеников. По его мнению, «школьное обучение должно способствовать переходу от представлений об окружающем мире, основанном на здравом смысле, к концепциям, более согласующимся с научными способами мышления» [73]. В области высшего образования понятие «результаты обучения» в последние десятилетия тесно связано с компетентностным подходом. Так, В. И. Байденко видит в образовательных результатах «ожидаемые и измеряемые конкретные достижения студентов и выпускников, выраженные на языке знаний, умений, навыков, способностей, компетенций» [11]. Г. Н. Мотова считает, что результаты обучения «выступают средством выражения уровня компетенции» и являются формулировкой того, что может рассказать, показать, продемонстрировать студент после завершения программы (дисциплины, модуля) [57]. 43

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

Эксперт по Болонскому процессу С. Адам утверждает, что «результаты обучения определяются в терминах набора знаний, навыков, способностей, позиций и понимания, приобретаемых обучающимся как результат успешного получения им некоторого конкретного опыта высшего образования» [15, с. 298]. В официальных документах Европейской системы переноса и накопления кредитов (ECTS) под результатами обучения понимаются «наборы компетенций, выражающих, что именно студент будет знать, понимать и (или) будет способен делать после завершения процесса обучения» [15]. Наиболее сложным представляется вопрос о диагностике результатов обучения. Широко известной является таксономия образовательных целей, предложенная Б. Блумом с соавторами в 1956 г. [107]. В соответствии с ней образовательные результаты должны оцениваться в трех сферах: когнитивной, аффективной, психомоторной. Для когнитивной сферы психолог предложил оценку результатов обучения по шести категориям, соответствующим когнитивным процессам: знание, понимание, применение, анализ, синтез, оценка. По каждой категории составляется набор дескрипторов, обычно выражаемый глаголами, например: воспроизвести, перечислить, объяснить, применить, вычленить, составить, оценить и т. д. В соответствии с ними оцениваются показатели обучающихся. Впоследствии предложенная таксономия много раз подвергалась уточнению, модернизации, ревизии. Так, в 1999 г. Л. Андерсоном с соавторами была предложена обновленная таксономия, в которой учитывалось различие между декларативным знанием (фактическим и концептуальным), процедурным знанием и метакогнитивным знанием (знанием о процессах мышления и обработки информации с целью эффективного управления этими процессами). Когнитивные способности, подлежащие интерпретации и оценке, в обновленной таксономии были: память, понимание, применение, анализ, оценивание, творчество [100]. Кроме указанных таксономий, для формулирования и планирования образовательных результатов и их последующего мониторинга на основе проективно-рекурсивной технологии обучения перспективной является таксономия SOLO (Структура Наблюдаемых Результатов Обучения), предложенная Дж. Б. Биггсом и К. Ф. Коллисом [73, c. 1233]. Согласно этой таксономии существует 5 качественно различных уровней мышления: ● доструктурный (у обучающегося нет понимания сути решаемой задачи и должного подхода к ее решению); ● одноструктурный (при решении задачи рассматривается один ее аспект); ● многоструктурный (рассмотрены несколько аспектов решения, но без учета их взаимосвязи); 44

1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции…  

● реляционный (сетевой) (несколько аспектов решения объединены

в связное целое, систему); ● расширительно-абстрактный (обучающийся концептуализирует разные аспекты решения задачи на более высоком уровне абстракции). Первые три уровня могут характеризовать репродуктивное знание с различной степенью усвоения, четвертый уровень показывает понимание изучаемого предмета, пятый уровень – уровень продуктивного знания и творчества. Рассмотрим структурную схему проективно-рекурсивной технологии обучения, показывающую рекурсивный характер субъект-объект-субъектных отношений участников образовательного процесса (рис. 7).

Рис. 7. Структурная субъект-объект-субъектная схема проективно-рекурсивной технологии обучения

Субъектами здесь выступают студент и преподаватель (с целью избежать визуальной перегруженности на схеме не показаны внешние отношения с возможными работодателями, заказчиками проектов и т. д.). В соответствии с проективным подходом студент, проектируя будущую профессиональную деятельность, планирует освоить образовательную программу по некоторому направлению подготовки. В рамках этого проекта у него есть необходимость освоить учебную программу по некоторой дисциплине. Эти проекты рекурсивно вложены друг в друга: для осуществления более глобального проекта нужно реализовать («вызвать» – в тер45

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

минах программирования) меньший проект и т. д., а в итоге вернуться к исходному замыслу. Осваивая учебную программу по некоторой дисциплине (объект образовательного процесса), студент взаимодействует с преподавателем: планирует собственные результаты обучения по данной дисциплине (результат-ориентированный подход к обучению), самостоятельно контролирует процесс обучения (благодаря метакогнитивной направленности обучения). Преподаватель, проектируя учебный курс, имеет возможность привлечь к этому студентов, используя созданные ими средства обучения (рекурсивный подход к обучению). Результаты обучения становятся центральным звеном в данной схеме. Постоянный мониторинг результатов обучения, проводимый преподавателем, а также самодиагностика студентов позволяют корректировать учебную программу по данной дисциплине для каждого студента в соответствии с его учебной целью (проектом). Отметим также тот факт, что запланированные метадисциплинарные, профессиональные и дисциплинарные результаты обучения данной дисциплине позволяют осуществить не только проект ее освоения, но и способствуют реализации более широких проектов: освоению образовательной программы данного направления подготовки и будущей профессиональной деятельности. Планируемые результаты обучения данной дисциплине должны проецироваться (отображаться) на содержательную часть обучения. В ходе учебного процесса целесообразно моделировать условия для решения возможных профессиональных задач. Для достижения результатов обучения на дисциплинарном, профессиональном и метадисциплинарном уровнях полезно расширить традиционное содержание обучения данной дисциплине за счет следующих направлений: ● решение профессионально-ориентированных задач, причем с элементами опережающего обучения, т. е. задач из предметных областей дисциплин, изучаемых на последующих этапах обучения – старших курсах. Подобная практика будет осуществлять проективное обучение; ● создание студентами образовательных ресурсов по данной дисциплине с помощью ИКТ. Принципиально важным, на наш взгляд, является привлечение к созданию таких ресурсов не только сильных студентов, но и тех, кто не показывает удовлетворительного результата в ходе промежуточного контроля; ● вовлечение студентов в практическую работу над научноисследовательскими проектами, бизнес-проектами, проектами, реализующими сотрудничество студентов и преподавателей разнопрофильных вузов; ● решение задач, развивающих определенные стили мышления, характерные для будущей профессиональной деятельности. 46

1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции…  

При отборе содержательного компонента обучения не потеряли своей актуальности принципы, сформулированные Ю. К. Бабанским [7]: ● подчинять содержание обучения актуальным жизненным задачам; ● обеспечивать соответствие содержания реальным учебным возможностям обучающихся; ● выделять в содержании главное: основные знания, умения, нравственные идеи; ● выбирать оптимальную структуру обучения, устанавливать логические взаимосвязи между элементами содержания. Дополним перечисленные правила дидактическими принципами для отбора содержательной части проективно-рекурсивной методической системы предметного обучения (см. 1.5 Проективно-рекурсивные методические системы обучения): проективности, рекурсивности, итеративности, вариативности, междисциплинарности. Обращаясь к процессуальной части проективно-рекурсивной технологии обучения, отметим наличие широкого спектра используемых методов, средств и форм обучения, в связи с чем можно говорить о еще одной характеристике проективно-рекурсивной технологии обучения – полиметодическом подходе к обучению. Среди средств обучения особое место занимают электронные образовательные средства, создаваемые студентами в процессе обучения данной дисциплине: электронные учебники, веб-сайты, программы-тесты, электронные словари, концептуальные и ментальные карты и т. д. В данном списке выделим концептуальные и ментальные карты, с помощью которых на практике реализуются когнитивный и конструктивистский подходы к обучению. Проективно-рекурсивная технология обучения предполагает активное использование информационно-коммуникационных и когнитивных технологий. Г. Г. Малинецкий определяет когнитивные технологии как «способы и алгоритмы достижения целей субъектов, опирающиеся на данные о процессах познания, обучения, коммуникации, обработки информации» [53]. Используя моделирование познавательных способностей человеческого мозга, когнитивные технологии дают решение многих конкретных прикладных задач – проектирования систем поддержки принятия решений на основе нечеткой логики, распознавания речи, сигналов, изображений, обработки больших массивов данных и т. д. Все большее применение находят когнитивные технологии в сфере образования. В этом контексте нужно говорить о когнитивных технологиях обучения – комплексе методов, приемов, средств, учитывающих индивидуальные ментальные характеристики обучающихся и обеспечивающих в первую очередь понимание учебного материала и интеллектуальное развитие обучающихся. Следующее определение дано М. Е. Бершадским: «Когнитивная образовательная 47

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

технология является общепедагогической предметно-независимой индивидуально ориентированной образовательной технологией, обеспечивающей понимание ребенком окружающего мира путем формирования системы когнитивных схем, необходимых для успешной адаптации к жизни в современном информационном обществе» [14]. Главной целью применения когнитивных технологий в учебном процессе и самообразовании служит существенное улучшение восприятия и понимания и, следовательно, усвоения учебного материала. Важная роль в развитии и активизации когнитивных процессов обучающихся принадлежит средствам и методам визуализации. Главные причины возрастания роли визуализированной и хорошо структурированной учебной информации заключаются в следующем. Во-первых, современные нейрофизиологические и психофизиологические исследования мозга человека показывают, что 80–90 % информации подавляющее большинство людей получают через органы зрения, кроме того, у большей части взрослых людей ведущим каналом восприятия является зрение, т. е. они являются так называемыми визуалами. Во-вторых, в эпоху Интернета возникает необходимость учета особенностей сенсорного восприятия и мышления «цифрового» поколения школьников и студентов, предпочитающего использование мультимедийных технологий для получения информации и обладающего развитым визуальным мышлением. Термин «визуальное мышление» ввел американский психолог Р. Арнхейм. Он определил его как мышление посредством визуальных операций. При этом визуальные образы существуют не как иллюстрации к мыслям автора, а становятся конечным проявлением самого мышления. Работы Арнхейма положили начало современным исследованиям о роли образных явлений в когнитивной деятельности. В качестве более современной интерпретации понятия «визуальное мышление» можно предложить определение В. П. Зинченко: «Это человеческая деятельность, продуктом которой является порождение новых образов, создание новых визуальных форм, несущих определенную смысловую нагрузку и делающих значение видимым. Эти образы, как и слова языка, отличаются автономностью и свободой по отношению к объекту восприятия» [32]. Обращаясь собственно к термину «визуализация», мы можем говорить о внешней визуализации (представлении готового образа, заданного извне) и внутренней визуализации (создании визуального образа внутри и продуцировании его во внешний мир). Кроме того, необходимо различать визуализацию знания, визуализацию информации и визуализацию данных. Для повышения эффективности и продуктивности процесса обучения используются средства визуализации знания, которые можно определить как «наборы графических элементов и связей между ними, используемые 48

1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции…  

для передачи знаний от эксперта к человеку или группе людей, раскрывающие причины и цели этих связей в контексте передаваемого знания» [52, с. 422]. В образовательной практике используются как традиционные методы визуального структурирования – различные типы диаграмм, графики, блок-схемы, графы, сети Петри, деревья (относящиеся в основном к визуализации данных и информации), так и более современные методы, позволяющие визуализировать знания, процессы и стратегии – «дорожные» карты (roadmaps), гиперболические деревья, визуальные метафоры, концептуальные карты, ментальные карты и т. д. В контексте проективно-рекурсивной технологии обучения весьма перспективным представляется использование в учебном процессе концептуальных и ментальных карт. Идея карты понятий, или концептуальной карты (concept map), была предложена Д. Новаком, разработавшим метод обучения на их основе и развившим более раннюю концепцию семантической сети [123]. Семантическая сеть состоит из узлов и дуг. Узлы – это концепты (понятийные схемы), дуги – связи между концептами. А. М. Коллинс и М. Р. Квиллиан предложили модель организации знания в памяти человека в виде семантической сети [108]. В модели Коллинса и Квиллиана дуги только одного типа, описывающие связи «быть видом (подклассом) другого понятия». Впоследствии в семантические сети стали включать связи (атрибутные отношения) разного характера. Использовать семантические сети в учебном процессе предложил американский психолог Д. Озьюбел [101]. Он высказал идею о том, что организовать учебные материалы необходимо так, чтобы помочь обучаемому объединить новый материал с ранее изученным материалом, если сравнивать, сопоставлять и находить связи между новыми и уже известными понятиями. Концептуальная карта также предназначена для систематизации множества понятий. На ней понятия, соединенные между собой подписанными стрелками, образуют иерархию. Подписи стрелок, показывающие характер связи, могут носить достаточно произвольный характер. Наиболее общие понятия обычно располагают в верхней части карты. Для большей эффективности на концептуальную карту помещают примеры (часто в виде гиперссылок на файлы или веб-сайты), способствующие пониманию отображаемых понятий. Отличие концептуальных карт от семантических сетей заключается в уровне формализации: семантические сети относятся к формальным (машинно-читаемым) моделям представления знаний, так же как и, например, фреймы, концептуальные графы. Концептуальные карты – пример неформальных моделей, используемых в том числе для обучения. Еще одним методом картирования, который может способствовать повышению эффективности обучения, является метод ментальных карт 49

Г л а в а 1. Теоретико-методологическое обоснование проективно-рекурсивной технологии обучения  

(интеллект-карт). Собственно термин «mind mapping» связывается с именем американского психолога и популяризатора науки Т. Бьюзена, предложившим использовать ментальные карты – специальные радиальные схемы, на которых изображены в виде логических связей все вопросы, касающиеся решаемой задачи или изучаемого понятия [19]. Для построения такой карты в большей мере используются ассоциативные связи между включаемыми в карту понятиями. В рамках проективно-рекурсивной технологии обучения целесообразно использовать концептуальные и ментальные карты в следующих аспектах: ● как средства визуализации знания, способствующие пониманию и лучшему усвоению учебного материала; ● как конструктивная опора (scaffold) при изучении данной дисциплины; ● как средства оценивания результатов обучения; ● как программные продукты (учебные проекты), создаваемые самими студентами. Анализируя построенные студентами концептуальные карты, можно получить следующую информацию: 1) насколько успешно усвоен обучающимся пройденный материал: тема, раздел, дисциплина; 2) имеются ли пробелы в знаниях: студент не поместил какие-либо понятия в карту или неправильно соединил понятия; 3) сложилось или нет определенное понимание цели и задач изучаемого курса; 4) каков уровень системного мышления обучающегося. Отметим также тот факт, что создание концептуальных и ментальных карт может происходить рекурсивно, что естественным образом вписывается в концепцию проективно-рекурсивной технологии обучения. Можно наметить следующие пути для реализации данного подхода: ● ментальная карта по определенной теме создается путем обращения к ранее разработанным картам с помощью гиперссылок; ● модернизация концептуальной карты путем встраивания нового понятия (алгоритма, раздела курса) в существующую карту; ● объединение концептуальных и ментальных карт: концептуальная карта создается как иерархия понятий, каждое из которых будет представлено ментальной картой. Таким образом, мы охарактеризовали основные идеи и компоненты проективно-рекурсивной технологии обучения, которые далее должны быть воплощены в учебной практике. Рассматриваемая образовательная технология представляет собой комплекс моделей обучения определенным 50

1.6. Проективно-рекурсивная технология обучения как реализация личностно-центрированной концепции…  

предметам (дисциплинам). Положительный опыт реализации спроектированных моделей обучения даст основания говорить о вышеописанном подходе к обучению как о результативной технологии обучения, которую целесообразно применять в образовательном процессе. В следующей главе описана модель обучения программированию будущих бакалавров математики, разработанная в рамках проективно-рекурсивной технологии обучения [10]. Данная модель была апробирована в учебном процессе Института математики и фундаментальной информатики Сибирского федерального университета.

51

 

Г л а в а 2. Реализация проективно-рекурсивной технологии на примере обучения программированию…  

Глава 2 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТИВНО-РЕКУРСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ НА ПРИМЕРЕ ОБУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЮ БАКАЛАВРОВ-МАТЕМАТИКОВ 2.1. Анализ роли и состояния подготовки по программированию в системе высшей школы Курс программирования играет важную роль в базовой подготовке будущих бакалавров-математиков и традиционно включается в соответствующие учебные планы. Согласно ФГОС ВО по направлению подготовки 01.03.02 «Прикладная математика и информатика» выпускник должен быть готов к решению такой профессиональной задачи, как изучение и разработка языков программирования, алгоритмов, библиотек и пакетов программ. Умения и навыки, приобретенные в процессе обучения программированию, выступают в роли эффективного инструментального средства для решения задач в последующей научно-исследовательской, производственно-технологической или преподавательской деятельности бакалавра-математика. Важный аспект обучения программированию заключается в том, что, являясь системной интеллектуальной деятельностью, программирование оказывает существенное влияние на развитие когнитивных способностей обучающихся, в том числе алгоритмического и системного мышления, присущего и математикам, и программистам. Подчеркивая связь математики и программирования, Д. Кнут писал: «Составление вычислительной программы из некоторого множества базисных команд очень сходно с построением математического доказательства, исходя из заданного множества аксиом» [39, с. 13]. Рассмотрим факторы, оказывающие влияние на процесс обучения программированию студентов-математиков. Удобно представить их в виде следующей таблицы (табл. 1): В таблице специфическими факторами названы те, которые имеют отношение к обучению программированию студентов-математиков, общими – характерные для процесса обучения в целом. Отмечен характер влияния – положительный или/и отрицательный (символы «+» и «–»). Некоторые факторы имеют двойственный характер: например, интенсивное 52

2.1. Анализ роли и состояния подготовки по программированию в системе высшей школы  

развитие вычислительной техники и программного обеспечения – важный фактор технического прогресса, но в то же время он требует ускоренного усвоения большого объема новых знаний, необходимости учиться в течение всей жизни и студентам, и преподавателям. Тесная связь математики и программирования также может быть оценена неоднозначно. С одной стороны, программирование, имеющее корни в математических дисциплинах, должно быть проще для понимания и усвоения студентами-математиками. С другой стороны, пересечение тезаурусов математики и программирования (например, понятия «функция», «переменная», «целое») вызывает определенные затруднения у обучающихся. Обращаясь к общим ментальным характеристикам, свойственным многим современным студентам, отметим, что наряду с таким негативным фактором, как наличие «клипового» мышления, многие исследователи указывают на положительные тенденции в виде улучшения зрительного восприятия, ориентации в пространстве, способности к сетевому взаимодействию и быстрому принятию решений в условиях многозадачности и параллельности. Таблица 1 Факторы влияния на обучение программированию студентов-математиков Описание фактора

Объективные факторы

Общие

Специфические

Общие Субъментальективные ханые рактерифактостики обуры чающихся

Интенсивное развитие вычислительной техники и программного обеспечения Разнообразие технологий и платформ программирования Сосуществование разных парадигм программирования (необходимость выбора базовой парадигмы при обучении) Наличие интегрированных сред разработки в современных системах программирования Сложность изучения теории и практики программирования Математические основы программирования Пересечение тезаурусов математики и программирования Несогласованность курса программирования с математическими дисциплинами в учебных планах Постоянный доступ в Интернет с помощью компьютеров и мобильных устройств Улучшение визуального восприятия и ориентации в пространстве Способность к быстрому принятию решений Способность к сетевой коммуникации и взаимодействию «Клиповое» мышление Неготовность к самостоятельной учебной деятельности

Характер влияния +– +– +– + – + – – +– + + + – –

  53

Г л а в а 2. Реализация проективно-рекурсивной технологии на примере обучения программированию…  

Окончание табл. 1 Описание фактора Специфи- Слабая профессиональная осведомленность → низкая моСубъческие тивация к обучению ективхаракте- Разнородность студенческой группы в опыте практиченые ристики ского программирования фактообучаю- Неразвитые алгоритмическая культура и системное мышры щихся ление у многих студентов-первокурсников

Характер влияния – – –

Среди объективных причин затруднений в освоении курса программирования наиболее существенной является сложность теории и практики программирования, обусловленная семантическим разрывом между естественным языком человека (программиста) и искусственным языком программирования. Для большинства людей не представляет сложности сформулировать последовательность инструкций для других на естественном языке. Трудности возникают, когда нужно выразить такие инструкции в элементарных операциях, которые может выполнить компьютер. По выражению В. Ш. Кауфмана, «традиционное для компьютеров управление посредством указания действий, а не целей требует учета мельчайших нюансов всех обстоятельств, в которых может оказаться исполнитель» [37, c. 36]. В подтверждение этого можно привести следующее наблюдение авторов. При изучении темы «Методы сортировки массивов» студенты (незнакомые с классическими алгоритмами) успешно демонстрируют и формулируют на естественном языке алгоритмы сортировки выбором и сортировки вставками при решении следующей задачи: расположить по алфавиту подписанные листы с контрольными работами, которые они выполнили. В то же время реализация этих алгоритмов на языке программирования вызывает серьезные затруднения и непонимание. По данным зарубежных исследователей (J. B. Bennedsen, M. E. Caspersen, E. Soloway, R. Lister и др.), порядка 30 % приступивших к изучению курса программирования терпят неудачу. Наиболее цитируемой работой среди исследований, посвященных вопросам изучения и преподавания программирования, является отчет группы ученых, объединившихся в 2001 г. на конференции ITICSE (Innovation and Technology in Computer Science Education) под руководством М. Маккракена, которые проанализировали ответы студентов из разных учебных заведений нескольких стран на одну и ту же задачу [121]. Средний показатель составил всего 21 % – крайне низкий результат, неприятно удививший в первую очередь самих преподавателей, ожидавших более высокие показатели. Исследование спо54

2.1. Анализ роли и состояния подготовки по программированию в системе высшей школы  

собностей к программированию студентов, изучающих базовый курс программирования, было вновь проведено той же группой в 2013 г. Результат тестирования по основам программирования (базовые понятия) в среднем составил 42 %. Как видим, результаты улучшились в 2 раза, но попрежнему не удовлетворяют ни преподавателей, ни самих студентов. К сожалению, подобные масштабные исследования не проводились в отечественной системе высшего образования. Важным фактором, усложняющим работу в первую очередь преподавателя, является различный предшествующий опыт программирования студентов-первокурсников. Таким опытом обладают немногие абитуриенты. Статистика ЕГЭ по предмету «Информатика и ИКТ» показывает, что лишь около 8 % выпускников средней школы выбирают этот предмет для сдачи экзамена [64]. В последние годы наблюдается снижение среднего балла: 63 % – в 2013 году, 57 % – в 2014 году, 54 % – в 2015 году. При этом более четверти экзаменуемых даже не приступают к решению заданий уровня «С» (задачи по программированию), что говорит о значительных пробелах в знании предметной области программирования и несформированности практических программистских навыков. Об этом же свидетельствуют результаты анкетирования первокурсников-математиков Сибирского федерального университета. Один из вопросов анкеты позволяет выяснить, изучались ли в школе языки программирования и умеют ли респонденты использовать формальное описание алгоритма (блок-схемы, алгоритмический язык). В табл. 2 отображено количество (в процентном соотношении) первокурсников, не изучавших языки программирования. Таблица 2 Первокурсники-математики, не изучавшие языки программирования к моменту поступления в вуз Год поступления Количество

2011 31 %

2012 20 %

2013 53,5 %

2014 23 %

2015 34 %

Как видно из таблицы, количество поступивших абитуриентов, не имеющих программистского опыта, довольно значительно (вариации в разные годы прежде всего зависят от контингента поступающих из городских или сельских школ). В большинстве вузов (за исключением столичных) наблюдается отсутствие конкурса на математические направления подготовки, что обусловливает низкие стартовые показатели первокурсников в обучении программированию. Это подтверждается результатами входного тестирования по программированию среди студентов-первокурсников Института мате-

55

Г л а в а 2. Реализация проективно-рекурсивной технологии на примере обучения программированию…  

матики и фундаментальной информатики Сибирского федерального университета, которые отображены на рис. 8. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

61%

60% 49% 35%

28%

25% 16%

2012 г. неудовлетворительно

15%

2013 г.

11%

2014 г.

удовлетворительно

хорошо и отлично

Рис. 8. Динамика результатов входного тестирования с 2012 по 2014 гг.

Гистограмма показывает, что более половины студентов (от 49 до 61 %), поступивших на 1 курс, не справляются с входным тестированием и, к сожалению, имеется тенденция к увеличению этого показателя. Отметим, что неудовлетворительным считался результат менее 40 % выполненных заданий в соответствии с минимальным пороговым баллом ЕГЭ по предмету «Информатика и ИКТ» – 40 баллов. Таким образом, при разработке модели обучения программированию студентов-математиков требуется учитывать целый комплекс проблем. Анализ принципов обучения программированию показывает, что существует два основных методических подхода к последовательности и соотношению теории и практики: ● формальный (дедуктивный) подход, когда изложение материала происходит в строгой последовательности от формального описания конструкций программирования к программной реализации и далее к примерам использования; ● неформальный (индуктивный) подход, суть которого в обучении программированию на примерах готовых программ с постепенным объяснением синтаксиса и семантики программных конструкций. Оба подхода считаются традиционными, имеют свои достоинства и недостатки. В контексте обучения программированию студентовматематиков на первый взгляд кажется, что более предпочтительным выглядит первый подход, так как именно он используется при изучении классических математических дисциплин. Признавая этот факт, тем не менее отметим важность повышения мотивации и заинтересованности студентов в обучении, что более эффективно обеспечивается с помощью второго 56

2.1. Анализ роли и состояния подготовки по программированию в системе высшей школы  

подхода. Вывод очевиден – необходимо разумное сочетание обоих методических подходов. Что касается классификации подходов к обучению программированию в соответствии с целями и ведущей деятельностью, на наш взгляд, целесообразно выделить следующие подходы: проблемный, дифференцированный, когнитивный, конструктивно-игровой, контекстный и проективно-рекурсивный подходы. Дадим краткую характеристику перечисленных подходов. Проблемное обучение (А. М. Матюшкин, М. И. Махмутов, И. Я. Лернер, Н. Г. Дайри и др.) основано на систематическом создании и разрешении проблемной ситуации в процессе обучения, побуждающей обучаемого к самостоятельной поисково-исследовательской деятельности под руководством преподавателя. И. Я. Лернер, М. Н. Скаткин [29, c. 72] выделили виды проблемного обучения: проблемное изложение (когда задачу ставит и решает преподаватель, а обучаемые сотрудничают с ним, высказывают свои мнения, предположения); частично-поисковый (эвристический) метод обучения (активное вовлечение обучаемых в процесс решения под руководством преподавателя); исследовательский метод (полная самостоятельность обучаемых; они проводят научно-исследовательскую работу, консультируясь с преподавателем). По мнению В. И. Загвязинского, проблемное обучение, несмотря на многие достоинства, имеет ограничение на область применимости: это должен быть материал высокого уровня значимости (методологический, общенаучный) и допускающий альтернативное решение, оценку, толкование [29]. При обучении программированию проблемный подход во многом пересекается с индуктивным (неформальным) подходом и может применяться непосредственно на практических занятиях: обучающиеся методом проб и ошибок создают и отлаживают программный код, пользуясь возможностями современных интегрированных сред программирования, реализующих интеллектуальный интерфейс. На лабораторных (семинарских) занятиях также целесообразны элементы проблемного обучения. Достоинством этого подхода является поддержание интереса к программированию у обучающихся через практическое решение задачи и получение видимого результата, но при этом желательно наличие некоторого опыта программирования. Также могут потребоваться значительные временные затраты. Дифференцированный подход в обучении основан на учете интересов и способностей обучающихся, которые объединяются в гомогенные группы по некоторому признаку. По словам Г. К. Селевко, этот подход позволяет существенно повысить уровень Я-концепции ученика: «сильные утверждаются в своих способностях, слабые получают возможность испытывать учебный успех, избавиться от комплекса неполноценности» 57

Г л а в а 2. Реализация проективно-рекурсивной технологии на примере обучения программированию…  

[80, с. 245]. Учитывая разный уровень подготовки по программированию у студентов-первокурсников, продуктивно применять элементы этого подхода в проективно-рекурсивной модели обучения программированию. Конструктивно-игровой подход в обучении программированию целесообразно применять в образовательной практике для дошкольников и младших школьников, чтобы в доступной, интересной для детей форме дать некоторые основы программирования. Этот подход связан в первую очередь с именем психолога и математика Сеймура Пейперта, создателя языка LOGO [70]. Отметим, что С. Пейперт является представителем конструкционизма (см. 1.3 Конструктивизм как эпистемологический и методологический базис проективно-рекурсивной технологии обучения). Он следующим образом выразил суть данного подхода к обучению: «Мы предлагаем обучать детей, изучая искусственный интеллект, что позволит им более конкретно представлять собственные мыслительные процессы» (это еще и метакогнитивный подход. – Прим. авторов) [70, с. 158]. Отечественными разработками на основе конструктивно-игрового подхода являются системы программирования «КуМир» и «Пиктомир» (А. Г. Кушниренко, А. Г. Леонов, М. Г. Эпиктетов и др.), «Роботландия» (А. А. Дуванов, Н. Д. Шумилина). Контекстное обучение (А. А. Вербицкий) предполагает динамическое моделирование предметного и социального содержания профессионального труда на основе разных типов моделей: семиотической обучающей модели (передача и усвоение студентами знаковой информации), имитационной модели (квазипрофессиональная деятельность в аудиторных условиях) и социальной обучающей модели (учебно-профессиональная деятельность) [21]. Контекстное обучение в зарубежном образовании понимается в более широком смысле: «это образовательный процесс, цель которого помогать обучающемуся увидеть смысл в изучаемом материале, находить его связи с контекстом своей личной, социальной, профессиональной и культурной жизни». Достаточно успешное применение контекстного подхода в обучении программированию констатировали М. Гуздьял, Ч. Фаулер, Б. Саймон, R. H. Sloan, P. Troy, A. E. Tew [34]. Например, М. Гуздьял с коллегами проводил эксперимент по внедрению вводного курса программирования в контексте обработки цифровых материалов (монтаж и редактирование цифровых фотографий с помощью языка программирования). Отмечая положительную реакцию студентов на курс и рост среднего процента успешной сдачи экзаменов, тем не менее автор делает вывод, что «исследования контекстной методологии доказывают лишь то, что для разных групп студентов и преподавателей возможно улучшение успеваемости на вводных курсах программирования, но не гарантируют, что это улучшение обязательно произойдет» [34, c. 130–144]. 58

2.1. Анализ роли и состояния подготовки по программированию в системе высшей школы  

Суть когнитивного подхода к обучению была рассмотрена в (1.2 Психологические аспекты проективно-рекурсивной технологии обучения. Когнитивный подход к обучению). Следует отметить, что он достаточно широко применяется при обучении программированию как в зарубежной, так и в отечественной практике. Перечислим следующие имена: J. R. Anderson, C. Bishop-Clark, C. Boyle, A. Corbett, R. E. Brooks, E. Soloway, J. Sorva, J. C. Spohrer, T. Bajo, P. Gonzalvo, J. M. Hoc, R. S. Rist, М. В. Швецкий, И. Г. Семакин, С. М. Окулов, А. Р. Есаян и др. Опора на когнитивный подход к обучению сделана и при разработке проективно-рекурсивной технологии обучения. Интеграция нескольких подходов к обучению дает синергетический эффект для достижения запланированных результатов обучения программированию и позволяет говорить о полиметодической направленности проективно-рекурсивной технологии обучения. В заключение проведенного обзора подходов к обучению программированию и анализа проблемного поля сформулируем требования, предъявляемые к проектированию модели обучения программированию в современных условиях: 1) необходимость системного (комплексного) подхода; 2) необходимость принятия во внимание социального контекста развития общества; 3) учет компетентностной модели системы высшего образования, выраженной в новых образовательных стандартах; 4) соответствие современному уровню развития вычислительной техники, программного обеспечения, теории и практики программирования; 5) эффективная организация самостоятельной работы студентов; 6) обеспечение трехкомпонентного взаимодействия между студентами, преподавателем и средствами ИКТ, т. е. субъект-объект-субъектных отношений [76]; 7) учет когнитивных особенностей обучающихся, предоставление широкого спектра образовательных ресурсов, ориентированных на различные учебные стили студентов и школьников; 8) акцент на понимании сложного учебного материала; 9) обеспечение практико-ориентированного характера обучения; 10) включение обучающихся в научно-исследовательскую и профессиональную деятельность; 11) метакогнитивная направленность обучения; 12) формирование ценностно-мотивационного отношения к учебной деятельности в виде осознания необходимости постоянного пополнения знаний и умений и желания стать квалифицированным специалистом. 59

Г л а в а 2. Реализация проективно-рекурсивной технологии на примере обучения программированию…  

Перечисленные требования будем рассматривать как задачи, которые должны быть решены при проектировании модели обучения программированию будущих бакалавров математики на основе проективнорекурсивной технологии обучения.

2.2. Обучение студентов программированию с позиций когнитивной психологии и конструктивизма Прежде чем перейти к описанию модели обучения студентов программированию на основе проективно-рекурсивной технологии рассмотрим роль понятия ментальной (когнитивной) схемы в предметной области программирования. Будем считать, что обучение программированию потребует формирования у обучающихся ментальных схем следующего вида: ● понятийные ментальные схемы, или концепты (включающие схемыобразы и схемы-действия; например, «переменная» – схема-образ и «присваивание» – схема-действие); ● алгоритмические ментальные схемы, образующие систему – иерархию схем от самых базовых (базовые алгоритмические структуры – следование, ветвление, цикл) до схем – шаблонов (паттернов) программирования. Наиболее важным представляется формирование схем второго вида, на их основе (ментальном опыте) возможно дальнейшее продвижение обучающегося от программиста-новичка до программиста-профессионала. Наглядное представление о формировании ментальных схем у начинающего программиста можно получить с помощью рис. 9, на котором представлен фрагмент иерархической сети нескольких базовых ментальных схем. Концептуальная сеть включает как понятийные ментальные схемы (концепты), так и алгоритмические ментальные схемы. На основе сформированных схем базовых алгоритмических конструкций – следования, ветвления, цикла и концептов «переменная», «тип данных» (схемы 1-го уровня) – можно сформировать алгоритмические ментальные схемы «нахождение максимального значения из двух данных (переменных)» и «обмен значениями двух данных (переменных)» (схемы 2-го уровня). Включая в эту сеть концепт «массив», возможно сформировать алгоритмическую ментальную схему «нахождение максимального значения в массиве». На ее основе и всех ментальных схем нижнего уровня возможно встроить в иерархию алгоритмическую ментальную схему «сортировка массива выбором максимального элемента» (схема 4-го уровня), далее «бинарный поиск 60

2.2. Обучение студентов программированию с позиций когнитивной психологии и конструктивизма  

в массиве» (для реализации алгоритма необходимо предварительно отсортировать массив).

Рис. 9. Пример иерархии понятийных и алгоритмических ментальных схем

Включение в иерархию новых концептов и алгоритмических ментальных схем происходит последовательно, путем организации новых связей с предшествующими ментальными схемами. В качестве экспериментального подтверждения такой организации ментальных схем приведем следующий пример. Студентам 1-го курса, изучающим язык программирования С++, была предложена следующая задача по темам «Циклы» и «Операторы ветвления»: «Вывести на печать квадрат, границы которого состоят из символов «*». Длина стороны квадрата вводится пользователем с клавиатуры». Таким образом, пользователь должен увидеть на экране следующее изображение (рис. 10). Обладая разным практическим опытом программирования до поступления в вуз, студенты по-разному справились с задачей. Соотнеся варианты решения с наличием необходимых для решения ментальных схем, можно 61

Г л а в а 2. Реализация проективно-рекурсивной технологии на примере обучения программированию…  

прийти к следующим выводам. Не справились с задачей (не предложили работоспособное решение) те студенты, у которых еще не сформированы прочные связи между ментальными схемами «ветвление» и «цикл» (хотя студенты уже могут реализовать программы с использованием только условного оператора или с использованием только цикла) и нет сформированной ментальной схемы «вложенный цикл». Один из вариантов работоспособной программы представлен на рис. 11.

Рис. 10. Изображение квадрата с помощью символов «*»

#include using namespace std; int main() {setlocale (LC_ALL,""); int size, i, j; cout > size; for (i=0; i < size; i++) cout