4.1.3. Опыт системного конструирования учебной информации

При конструировании учебной информации на лю­бом ее уровне (на уровне учебного плана, учебного курса, отдельного учебного занятия - лекции, семинара или уро­ка) должны учитываться не только специфика предмет­ной области учебного предмета и его логическая структу­ра, но также цели обучения, возрастные и психологичес­кие особенности преподавателя и др.

Исходным в отборе и способе изложения учебной информации является принцип соотнесения ее с конечны­ми целями обучения. Для вузов такой целью является про­фессиональная подготовка студентов по определенной специальности. Отсюда вся информационная основа обу­чения должна быть взвешена на весах ее полезности и важ­ности для будущей профессиональной, практической дея­тельности. Для определения содержания обучения обычно используется модель специалиста, в которой указывается система профессионально значимых знаний, умений, на­выков и свойств личности специалиста. Отталкиваясь от нормативной модели специалиста производится анализ содержания образования, составляется тезаурус специа­листа, т. е. список того, чем и в какой степени он должен овладеть - факты, понятия, законы, теории, методы, спо­собы, приемы и другие дескрипторы, которые подлежат включению для того, чтобы было достигнуто максималь­ное соответствие между целями обучения, представленны­ми в виде квалификационной характеристики специалис­тов, и его содержанием. Производной от профессиональ­ной значимости информации, являются значимость ее межпредметная и внутрипредметная - производной по­тому, что любой учебный предмет или отдельная его тема прямо или опосредованно имеет, а точнее должна иметь отношение к конечным целям обучения, иначе они - эти учебные предметы должны быть исключены из учебного плана. Межпредметная значимость учебной информации характеризует ее важность для других учебных дисцип­лин или различных их разделов. Внутрипредметная зна­чимость связана с определением важности какой-либо те­мы или раздела относительно друг друга в рамках данно­го учебного курса. Определение профессиональной, межпредметной и внутрипредметной значимости учебной информации позволяет установить ее состав и целесооб­разную последовательность изложения.

Наряду с ценностными критериями отбора и опре­деления последовательности фиксации и передачи учеб­ной информации следует учитывать и чисто дидактичес­кие критерии такие, как: сложность учебного материала (число понятий и связей между ними, необходимых для понимания), применимость (частота использования поня­тий в последующих фрагментах учебного материала), новизна информации (соотношение известных и неизвест­ных сведений и понятий в том или другом фрагменте), доступность или пригодность выбираемых форм представ­ления учебной информации, а также другие.

Возможными принципами и способами организаций учебного материала могут стать: генерализация знаний [15], укрупнение дидактических единиц [309], обобщение поня­тий [254], интеграция знаний [254], сжатие и уплотнение ин­формации [149], выделение главного и второстепенного [209].

Изучению отдельных способов конструирования (организации) учебной информации посвящены исследо­вания, выполненные на кафедре педагогики и педагоги­ческой психологии Ленгосуниверситета А-А.Матюшки-ным-Герке, З.Д.Жуковской, С.НЛащеновой [87,149,167]. Результаты исследования, проведенного А.А.Матюшки-ным-Герке, показали высокую эффективность структур­но-логического принципа организации учебного матери­ала по курсу математики [167]. В работе З.Д.Жуковской получены данные, которые свидетельствуют о лучшем усвоении студентами курса математики, построенного на основе отбора и построения различных разделов учебной дисциплины с учетом практической (профессиональной), межпредметной и внутрипредметной их значимости [84].

Более того, в диссертационной работе, выполнен­ной С.Н.Лащеновой под нашим руководством, предлага­ется системный подход в конструировании учебной ин­формации [149]. Сам процесс конструирования учебной информации рассматривается как способ управления учеб­но-познавательной деятельностью студентов путем педа­гогически целесообразного отбора ее содержания и спосо­бов ее организации. Автором справедливо подчеркивает­ся, что учебная информация выполнит свою управляющую функцию в том случае, если ее содержание будет соотне­сено одновременно со всеми структурными элементами педагогической системы (по Н.В.Кузьминой), т. е. с целями обучения, со спецификой предметной области учебного кур­са, с предполагаемыми формами и методами обучения, с пси­хологическими особенностями и уровнем подготовки обу­чаемых и обучающих. Так, в ее работе целевой компонент педагогической системы нашел свое отражение при постро­ении учебного курса математики в учете профессиональной, меж- и внутрипредметной значимости различных в нем тем. Проведенный ценностный анализ курса высшей матема­тики с точки зрения профессиональной, межпредметной и внутрипредметной значимости, а также трудностей усво­ения студентами различных его разделов, показал, что пре­подаватели нерационально распределяют время на изу­чение отдельных тем и разделов курса математики.

Предметно-содержательная специфика математики учтена в принципах отбора учебной информации таких, как: укрупнение дидактических единиц, инверсивное из­ложение учебного материала по принципу полярности, противопоставления контрастирующих сторон, пар или диад (например, интеграл-дифференциал, задачи прямые и обратные, решение задач - составление задач и т. п.). Умение решать задачи и умение составить задачи - это совершенно разные умения. Составить и решить задачу во много раз поучительнее, чем решить две готовые. В первом случае имеет место понимание структуры задачи, во втором - простой тренаж. Далее, составление задач яв­ляется более творческим и самостоятельным процессом, чем решение. Наконец, самостоятельное составление за­дачи способствует более легкому, быстрому и прочному ее запоминанию по сравнению с запоминанием готовой, чужой задачи. Вот почему самостоятельное составление студентами учебных задач рассматривалось С.НЛещеновой как главный результат и средство формирования у них творчества, математических знаний и умений. Основ­ными приемам обучения студентов самостоятельному составлению задач были следующие: анализ структурной формулы решения задачи, преобразование решенной за­дачи, «метод ошибок», восстановление условия задачи по ее ответу, сопоставление и противопоставление, варьиро­вание и комбинирование различных элементов задач и др.

Введение в процесс обучения математике приемов самостоятельного составления или конструирования ма­тематических задач дало статистически значимые поло­жительные сдвиги почти во всех частных показателях ус­пешности обучения предмету. Данные, приводимые ниже в таблице 4.4, показывают значительное повышение уров­ня сформированности общих интеллектуальных умении (анализ, сравнение, обобщение), степени развития специ­альных математических умений таких, как: построение моделей, выбор способа решения задачи и его обоснова­ние, составление на основании решенной задачи обрат­ной и обобщенной, чтение и построение формул, схем, графиков, таблиц и т. п. Улучшается и отношение к учеб­ному предмету, осознается в большей степени его профес­сиональная важность, возрастает удовлетворенность его преподаванием, снижается субъективная оценка степени трудности решаемых задач и т.д. Говоря другими слова­ми, самостоятельное конструирование студентами учеб­ных задач ведет к развитию мышления, познавательного интереса, учебной активности, успешному усвоению ма­тематических знаний, понятий и умений.

Аналогичные результаты были получены З.И.Куликовой при изучении ею особенностей решения студента­ми учебных задач по физике. В двух экспериментальных группах, где вводилось обучение студентов составлению физических задач, уровень сформированности интеллек­туальных умений оказался в 1,7 выше, чем у студентов контрольной группы. Индекс успешности решения задач по физике составил в экспериментальных группах 0.83, в контрольных - 0.58. У студентов экспериментальных групп обнаружены более высокими и показатели их от­ношения к учебному предмету [140].

Многое в конструировании учебной информации зависит от самого преподавателя, уровня его предметной, психолого-педагогической и методической подготовки, педагогического опыта и мастерства. Чем лучше знает преподаватель свой предмет, чем выше уровень его пси­хологических, педагогических и методических знаний, чем более развиты общепедагогические умения и особен­но проектировочные и конструктивные, тем он успешнее справляется с задачами отбора учебной информации и ее композиции. Наибольшие трудности в конструировании учебной информации преподаватели видят в профилиро­вании учебного предмета, в выделении в нем главных и второстепенных разделов, в поиске способов и средств ум­ственного развития обучаемых через преподаваемый учеб­ный предмет.

Причинами затруднений по профилированию учеб­ного курса, а также по обеспечению межпредметных свя­зей является отсутствие или слабое знание преподавателя­ми специальности, по которой ведется профессиональная подготовка студентов, слабые контакты со спецкафедра­ми, отсутствие времени на соответствующую перестрой­ку учебного материала.

Степень этих трудностей определенным образом со­относится с уровнем педагогического мастерства. Чем вы­ше педагогический опыт и мастерство, тем больше осозна­ются и сильнее переживаются возникающие трудности и тем больше у преподавателей стремление к их преодоле­нию. Причем причины своих затруднений преподаватели-мастера ищут в себе, тогда как преподаватели низкого уров­ня деятельности относят свои неудачи и трудности на счет студентов, их слабую подготовку и нежелание учиться.

Как уже подчеркивалось ранее, при отборе учебной информации и ее композиции следует учитывать также уро­вень подготовки и психологические особенности обучаемых. Учет их при конструировании и организации учебной ин­формации должен состоять, прежде всего, в определении меры трудности усвоения студентами различных разделов учебного курса, в дозировке сложности предлагаемых учеб­ных задач. Оказалось, например, что имеются значительные расхождения в оценке трудностей некоторых учебных тем в курсе математики преподавателями и студентами. Темы, которые, по мнению преподавателей, являются легкими, оценивались студентами, наоборот, как весьма трудные [149].

Специальное исследование, в котором изучалось вли­яние учебных задач, дозированных по степени трудности и учитывающие реальные возможности обучаемых, на успеш­ность их обучения предмету, на формирование у них ин­теллектуальных умений и повышение учебной активнос­ти, было проведено под нашим руководством З.А. Куликовой [140]. 3-А.Куликовой была разработана система задач по курсу общей физики, которая одновременно вы­ступала и как инструмент диагностики, исходного, про­межуточного и конечного уровня сформированности у студентов интеллектуальных умений и как средство их раз­вития. Упомянутая система заданий включала семь типов учебных задач: простые, обратные, простые составные, сложные составные задачи, сложные задачи с инвертиро­ванным ходом действий, задачи с математическим укло­ном, конфликтные задачи. Перечисленные типы задач от­личались постепенным усложнением алгоритма их реше­ния и видом психологических затруднений.

Кратко опишем названные выше типы задач. В про­стых задачах условия однозначно задают алгоритм реше­ния их. Простые обратные задачи отличаются от первых тем, что порядок действий по их решению должен быть противоположным по отношению к последовательности, с которой предъявлялись условия. Простые составные за­дачи предполагают выполнение двух действий, тогда как в задачах первых двух типов - только одно. Сложные со­ставные задачи имеют число операций более трех. В пси­хологическом плане задачи названного типа являются для студентов более трудными, так как включают большее число исходных элементов, имеют сложный алгоритм ре­шения с разветвленной системой последовательных опе­раций, допускающих возможность решения задачи раз­ными способами. Все это ставит студента в условия, тре­бующие представления в умственном плане и сохранения в памяти последовательности всех возможных вариантов и операций, входящих в алгоритм решения задачи. Еще более трудными являются сложные задачи с обратным ходом действий. Решение задач математического плана требует сличения двух или более математических уравне­ний, моделирующих физические явления и процессы. На­конец, в конфликтных задачах, правильное решение воз­можно только при условии преодоления ранее усвоенных шаблонных, стандартных способов и алгоритмов реше­ния задач.

По типу решенных задач определялся и уровень сформированности интеллектуальных умений. Те студен­ты, которые справлялись с задачами только 1-4 типов, относились к числу слабых. Те, кто решал задачи 3-6 ти­пов, относились к группе средней успешности. Те же сту­денты, которым удавалось решить задачи 5-7 типов, а так­же проблемные и олимпиадные задачи, рассматривались как лица, имеющие высокий уровень сформированности интеллектуальных умений.

В зависимости от определенного таким способом уровня сформированности интеллектуальных умений, все последующие учебные задания дифференцировались и индивидуализировались. Вариативность и подвижность учебных заданий давала возможность для перевода каж­дой группы студентов или каждого отдельного студента на все более высокие уровни деятельности, а следователь­но и интеллектуальных умений.

Результаты экспериментального обучения с приме­нением индивидуально-дифференцированных наборов учебных задач показали значительно большую его эффек­тивность по сравнению с традиционным обучением как по количеству, так и по качеству решенных задач. Доста­точно привести лишь один результат экспериментально­го обучения: коэффициент успешности решения задач в экспериментальной группе оказался в 1,5 раза выше по сравнению с аналогичным показателем в контрольной группе. Кроме того, в конце обучения экспериментальной группы (48 чел.) 30% ее состава перешли на более высокие уровни деятельности, тогда как в контрольной группе (45 чел.) состав ее студентов по уровню интеллектуальных умений практически не изменился. Все это указывает на преимущество целенаправленного отбора и конструиро­вания учебной информации, позволяющих реализовать индивидуально-дифференцированный подход в обучении, повысить активность и успешность познавательной дея­тельности.

Активизация познавательной деятельности невоз­можна без анализа и учета тех затруднений, которые воз­никают у студентов в процессе решения ими учебных за­дач. Для выявления познавательных трудностей З.А.Куликовой было проведено сравнение способов и приемов решения учебных задач студентами с разными уровнями сформированности интеллектуальных умений. Этот срав­нительный анализ показал, что наибольшие трудности у слабых студентов вызывает аналитический этап решения физических задач. У них обнаруживается феномен «тороп­ливости», проявляющийся в попытке решить задачу без предварительного, глубокого и всестороннего анализа. Слабая ориентация в условиях задачи, неумение выделить в тексте условия и требования задачи, логическая оторван­ность одного этапа решения задачи от другого, плохое соотнесение каждого нового своего действия с условиями и требованиями задачи, слабый контроль за ходом своего размышления и решения задачи - все это приводит к пол­ному или частичному несоответствию мыслительных дей­ствий объективной логике задачи и как следствие к оши­бочному ее решению. Студенты с низким уровнем сфор­мированности интеллектуальных умений нуждаются во внешней регуляции и помощи со стороны преподавателя в виде подсказок. Эту роль в исследовании З.А.Куликовой выполняла инструкция-программа, цель которой со­стояла в том. чтобы создать основу для ориентировки сту­дентов в содержании и способах решения задачи без ука­зания конкретного алгоритма ее решения: 1) организовать поведение обучаемых в процессе решения задачи; 2) обес­печить контроль и коррекцию студентами собственных действий. Применение такой инструкции-программы сла­быми студентами помогло им самостоятельно выбрать адекватный и рациональный способ решения задачи, ус­тановить логическую связь между отдельными этапами ее решения, контролировать свои действия и исправлять своевременно допущенные ошибки.

Большая эффективность дифференцированного обу­чения показана и в исследованиях, проведенных Ю.С.Савченко [244]. Ю.С.Савченко не без основания рассматрива­ет дифференцированное обучение как способ управления познавательной деятельностью, который характеризуется делением учащихся по тем или иным психологическим основаниям на типологические группы и организацией различных по форме и содержанию групповых занятий, направленных на достижение единых для всех групп уча­щихся конечных целей обучения.

В ее исследований слушатели подготовительного отделения разделялись на группы одновременно по не­скольким критериям: 1) уровню развития мыслительных операций (сравнения, абстрагирования, сопоставления, обобщения), 2) уровню умственной самостоятельности и 3) и уровню познавательной активности. На основе наз­ванных критериев слушатели делились .на однородные подгруппы, состоящие из четырех человек. Дифференци­рованное обучение в каждой из выделенных групп пред­ставляло собой вариацию а) дидактического материала по его объему, степени трудности, наглядности; б) орга­низационных форм учебных занятий в виде различных сочетаний фронтального и подгруппового обучения, вве­дения элементов взаимосвязанной совместной деятельно­сти по решению учебных задач в подгруппах, проведения учебных занятий лекционного характера; в) методов обу­чения в виде разнообразных учебных заданий, требующих и формирующих умственную самостоятельность (самосто­ятельное построение доказательств, решение проблемных ситуаций, обучение с помощью моделей и т. п.).

В самом общем виде, результаты, полученные Ю.С.Савченко, при организации дифференцированного обучения слушателей подготовительного отделения ма­тематике, сводятся к следующему. Степень познаватель­ной активности возросла по отношению к исходному уров­ню в 1.44 раза, а по отношению к фронтальному способу обучения в 1.2 раза. Уровень познавательной самостоя­тельности при дифференцированном обучении вырос на 1.24 усл.ед., а при фронтальном - только на 0.18. Диагно­стика уровня развития интеллектуальных операций пос­ле дифференцированного обучения показала почти его двойной прирост по отношению к аналогичному резуль­тату при фронтальном обучении. Среднегрупповые по­казатели тестовых испытаний составили на конец учеб­ного года при дифференцированном обучении - 29.4 усл. ед. при фронтальном - 15.3 [64].

Значительный эффект дифференцированное обуче­ние дает, если оно сопровождается применением ТСО и ма­шинного контроля. В этом случае вероятность реализации учебной программы возрастает до уровня 0.620, тогда как при фронтальном обучении с теми же техническими сред­ствами она составляет только 0.433 [244]. Число успеваю­щих студентов при дифференцированной форме обучения возросло. Ниже мы приводим данные Н.Т.Свиридовой, отражающие некоторые сдвиги в учебной успешности при разных способах обучения [249].

Итак, результаты исследования Н.Т.Свиридовой показали, что фронтально-дифференцированное обучение с применением и без применения ТСО способствует рос­ту абсолютной академической успеваемости студентов, объему и прочности усвоенных знаний, их посещаемости. Несмотря на это, доминирующей формой обучения в сред­ней и в высшей школе остается до настоящего времени фронтальное обучение, эффективность которого по мно­гим критериям довольно низкая. Основные недостатки фронтальной формы обучения сводятся к слабой управляе­мости учебной работой студентов, недостаточной ее инди­видуализацией, низкой активности и самостоятельности обучаемых, преобладание информационной функции обу­чения над всеми другими, к слабому контролю с обрат­ной связью.