CC BY
42
Вопросы развития системного мышления в процессе электронного обучения: дифференционно-интеграционный подход
Лозинская Анна Михайловна к.пед.н., доцент кафедры информатики, информационных технологий и методики
обучения информатике, Уральский государственный педагогический университет, пр. Космонавтов, 26, г. Екатеринбург, Россия, 620017, +7(343)2357614
anna-loz@yandex. ru
Аннотация
В статье анализируются вопросы разработки содержания и организации электронного обучения в аспекте развития системного мышления. Определены базовые методологические принципы разработки содержания электронных средств обучения: проектирование структуры на основе методов дидактической инженерии; структурирование учебно-методического материала на основе дифференционно-интеграционной теории развития познания и мышления; соотнесение дидактико-методических ресурсов с эталонами педагогического опыта и технико-технологической средой обучения. Кратко рассматриваются методологические подходы дидактической инженерии, а также закономерности формирования когнитивных схем и развития интеллекта в процессе учения: выделение в процессе анализа элементов чувственного восприятия и связей между ними с последующим синтезом элементов в структуру. Определена последовательность структурирования дидактических объектов на основе системной дифференциации и интеграции: выделение в целостности объекта существенных компонентов; дифференциация основных компонентов; интеграция компонентов знаний в систему; коррекция количества и содержания компонентов системы с учетом взаимосвязей, соединение компонентов знаний в новый целостный объект; обобщение и выделение стержневых знаний в их взаимосвязи. Обсуждаются проблемы развития мыслительной деятельности человека в условиях электронного обучения: слабая проработанность семантической составляющей текстов, определяющей четкость когнитивных схем; угнетение собственных познавательных процессов человека; ограниченность возможностей развития интеллектуальной мыслительной деятельности человека с помощью компьютеров; деформированность невербального аспекта обучения и формируемых модальностей когнитивного стиля человека. Предлагаются методические рекомендации по организации электронного обучения, направленного на развитие мышления.
The article analyzes the issues of content development and organization of e-learning in the aspect of formation of systemic thinking. Basic methodical principles for the development of the content of electronic teaching aids are defined: design of structure based on the methods of didactic engineering; presentation of educational-methodical material on the basis of differentiation and integration in the development of cognition and thinking; correlation of didactic-methodical resources with the samples of pedagogical experience and technical and technological learning environment. Sequence of didactic objects structuring on the basis of system differentiation and integration is defined: allocation in the holistic object significant components; differentiation of major components; integration of components into
the system; correction of the number and content of system components in their relationships, connecting components into a new holistic object; generalization of core knowledge in their interrelation. Problems of development of human thought activity in e-learning are discussed: weak semantic component of texts that determines the clarity of cognitive schemes; oppression of one's own cognitive processes; limited ability to develop intellectual activity of person's with computers; deformation of the formed non-verbal abilities and modalities of human cognitive style. Methodical recommendations on the organization of e-learning aimed at developing thinking are offered.
Ключевые слова
когнитивное развитие, системное мышление, электронное обучение, дифференциация и интеграция, содержание обучения
cognitive development, system thinking, e-learning, differentiation and integration, learning content
Введение
Социально-экономические условия жизни человека стали «жестче», что нацеливает обучающегося на достижение конкретных, практикоориентированных результатов. На запросы общества системы образования отвечают модульными курсами, индивидуальными образовательными программами, системой кредитных зачетных единиц, открытыми университетами, электронными образовательными платформами.
Современная образовательная среда становится все более технологичной, она включает в себя не только персональные компьютеры, но и сеть Интернет (сетевые сервисы и ресурсы, каналы передачи данных), информационно-образовательную среду учебного учреждения (системы управления контентом и обучением), разнообразные гаджеты. В практической педагогике развиваются направления электронного, дистанционного, персонализированного и практикоориентированного обучения (что прямо или опосредованно связано с технологизацией образовательного процесса). Мы наблюдаем примеры создания информационных баз учебных материалов, площадок с электронными курсами и образовательными ресурсами, появление множества образовательных методов и средств обучения и диагностики. Применение инноваций зачастую носит бессистемный характер, а содержание учебных и диагностических материалов не удовлетворяет основным дидактическим требованиям (научности, доступности, понятности, полноты, системности и др.). Вместе с тем, слабая разработанность методико-дидактической компоненты обучения в электронной среде с использованием информационно-коммуникационных технологий явно свидетельствует о сложности задач проектирования: образовательного контента в соответствии с основополагающими принципами обучения, адекватных педагогических подходов и методов, оптимальных временных и технологических условий.
Психологическая составляющая учебного процесса также претерпевает значительные изменения, обусловленные не только увеличением дробности и сменяемости информации и ее источников, но и тем, что учитель все больше дистанцируется от ученика, связь ведущего с ведомым становится все более формальной, нивелируется влияние обучающего на становление мыслительной деятельности и когнитивного опыта обучающегося. Вместе с тем, в центре внимания при электронном обучении должен быть именно человек с закономерностями его физического, психологического и умственного развития, который использует технико-
технологические и специально сконструированные образовательные ресурсы как вспомогательные средства становления, расширения и углубления своих знаний, умений и способностей.
Данная статья продолжает цикл работ в рамках исследования влияния особенностей электронного обучения на формирование когнитивной и мыслительной деятельности человека, а также обоснования и разработки методических подходов к проектированию содержания образования на основе достижений психодидактики и с использованием разнообразных информационно-коммуникационных технологий, направленных на развитие мышления и интеллекта.
Методология и/или теоретическая часть
Проблема обучения человека в технико-технологически сложной среде имеет два основных взаимосвязанных аспекта для исследований: взаимодействие с различными средствами обучения (программно-технологическая составляющая) и формирование, развитие системы знаний / умений в определенной области деятельности (когнитивная составляющая). Безусловно, можно выделить и другие, не менее важные аспекты данной проблемы: мотивационный, психологический, психомоторный, организационный, ценностно-личностный, нормативный и др..
В рамках данной статьи рассмотрим когнитивную составляющую проблемы электронного обучения человека. Прежде всего, отметим несколько особенностей процессов формирования и развития знаний / умений при использовании электронных обучающих средств и технологий.
Во-первых, обучающийся преимущественно имеет дело с текстом, как с источником информации. Переспросить, задать уточняющие вопросы некому: в случае затруднений приходится искать возможности раскрытия проблемных областей в этом же тексте или самостоятельно искать дополнительную информацию в литературе / сети Интернет. Видеофрагменты содержания также не могут обеспечить понятность всего контента для любого человека.
Во-вторых, учебный электронный текст лишен эмоций, акцентов. Вместе с тем, положительный эмоциональный фон, психологическая поддержка правильной учебной деятельности оказывают решающее влияние на эффективность когнитивных процессов и продуктивность мыслительной деятельности. Эмоциональная связь учитель-ученик способствует становлению мыслительной деятельности и когнитивного опыта обучающихся. Видеофрагменты содержания в этом отношении предоставляют больше возможностей - для незначительной части контента, однако перцептивно-суггестивные механизмы взаимодействия обучающего с обучаемым остаются незадействованными.
В-третьих, в процессе обучения закрыт / сильно деформирован канал невербального обмена информацией, который для человека имеет важное значение в контексте накопленного и приобретаемого биологического и культурного опыта. Видеофрагменты также представляют искаженный и односторонний способ коммуникации, поскольку поведение обучающего перед камерой в значительной мере формализуется.
Нами выделяются следующие базовые методологические принципы разработки содержания обучения с использованием электронных средств и технологий:
- разработка дидактического и методического обеспечения учебного курса должна осуществляться на основе системного подхода - дидактической инженерии;
- разработка содержания, а также методических приемов его представления, организации учебной деятельности по его усвоению и обобщению, должна
осуществляться с учетом закономерностей развития познания, мышления и интеллекта у человека - на основе дифференционно-интеграционной теории развития, с учетом достижений психодидактики; - разработанные дидактико-методические ресурсы должны представлять собой эталоны / образцы педагогического опыта и целесообразно соотноситься с технико-технологической средой обучения.
Конструктивистский подход к разработке образовательных программ, развивающийся в настоящее время, обусловлен переходом к высокотехнологичной среде обучения, быстрыми и разнокачественными потоками информации, практикоориентированностью учебных курсов, развитием Global Education (образования без границ), E-Learning и M-Learning (электронного и мобильного обучения), Smart Education («умных» систем обучения). Использование достижений дидактической инженерии в процессе создания электронных учебных ресурсов позволяет унифицировать некоторые общие подходы к проектированию содержания и организации учебной деятельности в технически и информационно сложной среде [8, 14 и др.].
Объектами дидактической инженерии являются все компоненты методической системы; учебное занятие или система занятий; педагогические технологии; образовательные программы. Дидактическая инженерия, как процесс, включает в себя типичные этапы конструирования нового объекта: определение конкретных целей, анализ требований и условий, анализ и критериальный отбор средств и методов, проектирование, моделирование, решение неучтенных проблем / устранение недостатков, конструирование, проверка / испытания, уточнение / доводка / коррекция, ввод в эксплуатацию. Специфика дидактической инженерии, как деятельности, заключается в том, что она охватывает не только конструирование новых форм и способов представления, структурирования учебного материала и организации работы с информацией, но также анализ созданных продуктов деятельности на соответствие требованиям (проверка надежности), адаптацию их к конкретным условиям и целям использования (коррекция, доводка). М.А. Чошанов, отмечает, что данный вид деятельности основывается на научных методах дидактики и направлен на формирование у учителя системного дидактического мышления, развитие аналитических способностей к проведению макро- и микроанализа дидактических систем, процессов и ситуаций [14, С. 27].
Вместе с тем, технологизированный процесс управления обучением входит в противоречие с современными научными представлениями о познании и учении как процессах самоорганизации когнитивной системы человека в обучающей среде [12, С. 30]. Поэтому методы дидактической инженерии должны основываться на подходах, сообразных психофизиологическим закономерностям развития познания, мышления и интеллекта человека.
Подходы к проектированию содержания обучения можно разделить на относящиеся к внешней структуре содержания как учебной программе и направленные на представление собственно контента учебного ресурса (внутренняя структура учебной информации). На внешнем плане наиболее гармонично с процессами восприятия и переработки информации мозгом человека соотносится модульное строение содержания обучения (Л. Берталанфи, П.К. Анохин, В. Маунткастл и др.), поскольку все знания и опыт деятельности формируют в сознании человека сложные когнитивные структуры - ментальные схемы, образованные скоплениями нейронов и синаптическими связями между ними. Поступающая в мозг информация встраивается в существующие концепты (уровневые структуры ментальных схем, более / менее крупные единицы ментальных ресурсов) или образует аттракторы новых концептов семантической сети. В ходе учебной деятельности формирование обобщенных концептов в мозге происходит целенаправленно, в результате его самоорганизации в условиях использования
информационных потоков внешней среды и внутренних ресурсов, а если учебный материал имеет структуру целостных обобщенных элементов научной информации -модулей учебной программы - создание системы дискретных единиц знаний может осуществляться эффективнее.
Моделирование содержания для представления в различных средствах обучения, требующее глубинных преобразований и формализации информации, представляет собой внутренний план структурирования учебного материала. Содержание обучения должно подвергаться специальной методологической переработке с использованием подходов, основывающихся на трансдисциплинарных знаниях и достижениях в области педагогики, когнитивной психологии и психодидактики, одним из которых, безусловно, является целостный и системный подход к изучению процессов дифференциации и интеграции в развитии. Концепция дифференционно-интеграционной теории развития основывается на универсальном законе изменения структуры развивающихся объектов (в том числе мышления и интеллекта), заключающегося в том, что «всякое развитие есть развитие некоторой исходной "примитивной" целостности и идет в направлении от общего к частному, от целого к частям, от состояний и форм глобально-целостных к состояниям и формам все более внутренне дифференцированным и иерархически упорядоченным» [15, С. 9]. Умственное развитие следует рассматривать как «единый базовый внутренний психофизиологический процесс когнитивной дифференциации и иерархизации, который находит выражение в особенностях всех аспектов познавательной деятельности - в перцепции, внимании, мышлении» [16, С. 38]. По убеждению многих современных отечественных и зарубежных психологов, дифференционно-интеграционная теория развития должна найти свое практическое приложение для организации обучения, стать системообразующей основой педагогического проектирования содержания и методов обучения [9, 18, 20 и др.].
Рассмотрим подробнее механизмы дифференциации и интеграции и их связь с развитием когнитивной деятельности, а значит, и с развитием системного мышления в процессе учения. Развитие интеллекта, как любой саморазвивающейся системы, происходит в процессе преодоления неопределенности и недифференцированности, реализуемого путем выделения в процессе анализа элементов чувственного восприятия и связей между ними (дифференциация элементов в целом) с последующим синтезом (интеграцией элементов в структуру). Так, М.А. Холодная выделяет пять стадий развития структур интеллекта: диффузная целостность, системная дифференциация, системная интеграция, иерархическая интеграция и централизация [13, С. 198].
Опишем эти стадии формирования концептов в мозге человека следующим образом: 1) процесс познания начинается с восприятия новой области знания как диффузной целостности - однородной среды с отдельными фрагментами знаний или сведений; 2) под влиянием внешней и внутренней обучающей среды начинается формирование аттракторов знаний / опыта и компоновка точек их консолидации в обособленные, более или менее сложные структуры; 3) созданные структуры собираются в более или менее правильную и сложную интегрированную систему знаний; 4) в системе выстраивается иерархия отношений структур знаний, в процессе которой может происходить перестройка интегрированной системы, реинтеграция (поскольку часть познается по отношению и в контексте целого); 5) в иерархически упорядоченной системе выделяются стержневая / генерализующая информация и отношения.
Приведенной последовательности целесообразно придерживаться и в процессе конструирования дидактических объектов, представления содержания в образовательных ресурсах, методической организации работы с ними. В упрощенном описании, реализация деятельности структурирования учебного материала на основе принципа системной дифференциации и интеграции требует: а) выделения в
целостности объекта существенных компонентов; б) дифференциации основных компонентов; в) интеграции компонентов знаний / опыта в систему; г) коррекции количества и содержания компонентов системы с учетом взаимосвязей / взаимовлияния, соединения компонентов знаний / опыта в новый целостный объект; д) обобщения и выделения стержневых знаний / опыта деятельности в их взаимосвязи.
Реализация (практическая часть)
Рассмотрим пример конструирования дидактической цели разработки диагностического теста по дисциплине. В обобщенной основной цели необходимо выделить подцели (частные цели) - дифференцировать значимые части целого, а затем собрать (с учетом влияния частей на целое) интегрированную обобщенную цель заново. Объект конструирования пока не определен в каких-либо отношениях. Выделим следующие подцели разработки теста: 1) проверить качество усвоения и понимания терминов, определений; 2) проверить умения применять знания для решения несложных стандартных задач; 3) определить границы сформированного поля компетенций с помощью нестандартных задач; 4) выявить области затруднений, непрочно усвоенных / ошибочных знаний / умений; 5) показать на примерах тестовых заданий основные типы, образцы правильного формулирования и оформления; 6) продемонстрировать технологию работы с тестом (методические приемы, средства); 7) заложить технологичную процедуру «работы над ошибками».
Покажем, как скажутся частные цели на структуре и содержании конечного продукта разработки: а) тест по функциональным возможностям становится контрольно-обучающим; б) задания теста направлены на диагностику знания и понимания терминов / определений, умений выполнять стандартные несложные действия на основе полученных знаний, умений решать несложные проблемные задачи на основе изученного материала; в) важным дидактическим единицам учебного материала соответствуют несколько тестовых заданий, перекрывающих друг друга по сложности; г) задания теста различны по виду, сформированы с учетом современных требований к разработке тестов достижений; д) определены обучающие методические приемы / средства работы с тестом; е) сложные задания имеют форму представления, удобную для проверки с помощью информационных / сетевых технологий.
Дифференциация подцелей (выделение частей в целом) осуществлялась нами по функциональному назначению, предмету приложения, способу реализации, форме представления, методам проведения, технологичности средств. После проведенной дифференциации, интегрированная цель может быть сформулирована следующим образом: разработать контрольно-обучающий тест по теме дисциплины, обладающий методическими и технологическими обучающими характеристиками, направленный на диагностику сформированности знаний и умений решать стандартные и проблемные задачи.
Далее рассмотрим кратко общие аспекты представления информационно-теоретического учебного материала. В согласии с изложенной выше последовательностью формирования ментальных схем нового знаний / опыта, вначале следует наметить точки консолидации концептов. Для этого необходимо привести логико-смысловую схему взаимосвязи основных (существенных) компонентов нового знания / опыта, обозначить место этого знания среди смежных областей. Поскольку речь идет о взаимосвязи существенных элементов структуры, следует установить, можно ли эту структуру описать с помощью фрейма? Напомним, что фреймовый способ структурирования учебной информации основывается на выявлении существенных и стереотипных связей между элементами знания и создании достаточно «жесткой», интегративной, информационно ёмкой и универсальной
структуры для систематизации и представления содержания обучения. Человек мыслит, в основном, фреймами - как наработанными в процессе своего развития шаблонами знаний и сценариев деятельности, в том числе умственной (установившимися, многократно использовавшимися концептами) [5]. Поступающая в мозг новая информация вначале сравнивается с имеющимися в памяти образцами ментального опыта (концептами схем, фреймами), анализ признаков сложного объекта ведет или к активации фрейма, или выбирается ближайший по сходству основных признаков концепт, рядом с которым нейроны мозга начинают формировать новую структуру. Использование фреймов для представления структуры знаний позволяет установить общие системные признаки сходства формируемой когнитивной схемы с другими областями знаний / опыта деятельности и применять разработанный фрейм в дальнейшем для формирования новых концептов ментального опыта. Таким образом, обучающиеся получают образец стратегии мышления в виде схемы анализа информации, которую смогут использовать в интеллектуальной деятельности.
Например, фрейм в виде логико-смысловой схемы выполняет функции скелета, каркаса, устанавливающего наиболее типичные, значимые, системообразующие связи между смысловыми ячейками, они могут применяться для определения структуры учебной информации, установления иерархии и связей ее элементов; систематизации знаний, развития аналитико-синтетических умений; акцентирования внимания в процессе освоения учебного материала на основных структурных элементах информации. Так, при изучении физических величин, относящихся к элементу знания «понятие», могут быть выделены следующие смысловые ячейки: основание теории ^ ядро теории ^ приложение теории (по М.А. Чошанову).
Фрейм в виде сценария предназначен для фокусирования внимания на стереотипной, повторяющейся процедуре, последовательности ситуаций или операций. Данный вид фрейма может быть использован для установления этапности выполнения задачи или действий; формирования и развития учебных умений, освоения и систематизации знаний по дисциплине; установления закономерностей событий или процессов, развития логического, проблемного, творческого мышления обучающихся. Типичными представителями сценарных фреймов являются краткие инструкции-предписания, алгоритмы решения определенного класса задач, рассмотренные в трудах многих исследователей, этапы решения проблем, стереотипными структурными элементами которых являются: актуализация проблемы ^ формирование знания о способах решения проблемы ^ выбор решения проблемы ^ решение проблемы. В прежних работах нами были рассмотрены вопросы разработки различных фреймов для структурирования и представления учебного материала [7].
В процессе работы с фреймами развиваются память и внимание, повышается скорость восприятия и запоминания информации, осуществляется сложная аналитико-синтетическая мыслительная деятельность как обучающего (сворачивание вербальной информации в сжатую образную форму, синтезирование целостной системы элементов знаний со специфическими связями и отношениями), так и обучаемого (конкретизация смыслов, разворачивание логической цепочки размышлений, описание образов и их признаков с помощью вербальных средств обмена информацией).
Отметим, что разработка фрейма охватывает все приведенные выше этапы дифференциации и интеграции: в процессе выделения и коррекции количества компонентов происходит проверка структуры фрейма на устойчивость (универсальность), выявляется степень стереотипности выделенных обобщенных концептов, связей и отношений, что, в свою очередь, приводит к преобразованию схемы фрейма - реинтеграции целостного объекта и сборки нового объекта с генерализующей информацией и отношениями.
Важность проблемы проектирования учебного текста трудно переоценить. Текст представляет собой информацию в кодированном виде, поскольку строится на основе знаково-символьной системы. Язык используется для наименования и описания всех объектов и явлений, отражающихся в нашем сознании, он является основным орудием структурирования опыта, инструментом мыслительной деятельности [1, 6]. В трудах многих психологов подтверждается, что решение задач начинает выполняться при опоре на внутреннюю речь, что является метакогнитивной стратегией.
Интерес к текстам тесно связан с пониманием их роли для реализации эффективного обучения, например, в контексте «теории читателя», когда человек активно конструирует значения (понятия) в процессе чтения [4, С. 74] или в контексте метода SQ3R, когда человеку рекомендуют работать с текстом в последовательности беглый просмотр (survey) - вопросы себе (question) - собственно чтение (read) -повторение основных положений (recite) - сжатое резюме (review) [3, С. 430], в контексте метода "развернутой речи про себя", когда на первой фазе формирования навыков человеку рекомендуют "проговаривать" необходимые действия (детальные речевые самоинструкции как вербальное кодирование осваиваемой деятельности) [3, С. 432], наконец в контексте обучения людей, для которых родной язык относится к другой знаковой системе, когда овладение иконическими алфавитами (китайскими иероглифами, японскими канжи) способствует развитию интеллектуальных способностей, поддерживая наглядно-образную интерпретацию абстрактных научных и технических понятий [3, С. 432].
Анализ и оценка разработки
Обсуждение проблем формирования и развития интеллекта и мышления человека в процессе электронного обучения не имеет смысла без учета особенностей протекания когнитивных процессов в технологически развитой среде. Отметим наиболее важные из них.
1. С развитием вычислительной техники и сети Интернет, перераспределились функции хранения значимой информации и накопленного опыта - они постепенно переходят от индивидуумов человеческого социума к глобальной сети. Экспериментальные исследования также показывают, что люди встраивают Интернет в свое внутреннее «я», возникает иллюзия хранения информации из собственной памяти в сети, размываются границы между собственным мышлением и сетевым сознанием [2]. Высказываются предположения, что Интернет вытесняет не только других людей, хранящих информацию, но и наши собственные познавательные процессы: уменьшается необходимость обмениваться информацией с партнером, ослабляется желание отслеживать и запоминать важную информацию, снижается способность запоминать и формулировать собственные мысли; формируется завышенная самооценка своих когнитивных способностей. Б.М. Величковский в своих трудах отмечает, что распространение компьютеров и графических интерфейсов с иконическими знаками функций привело, во-первых, к значительному ослаблению когнитивной нагрузки пользователя, поскольку вместо активации декларативной памяти на названия команд, специфику правил и соответствующих формальных операций, задействованными становятся сравнительно низкоуровневые процессы перцептивного узнавания и простых сенсомоторных операций; а во-вторых - к тому, что информация, распределенная в компьютерной сети, образует как бы «внешнюю память» и не усваивается пользователем когнитивно [3, С. 422].
В связи с этим, человеку уже следует поддерживать и культивировать свою психическую идентичность в техногенной среде. Поэтому электронное обучение
должно включать фазы реализации учебной деятельности вне сети, причем должны быть обеспечены условия для периодической, ограниченной во времени коммуникации обучающихся между собой.
2. Электронное обучение в различных формах развивается чрезвычайно интенсивно, обучение человека становится все более сетевым, технологизированным. Однако, даже с учетом столь же быстрого развития искусственного интеллекта, на основе которого разрабатываются базы данных и когнитивные конфигураторы, нельзя отрицать того, что человек не мыслит как компьютер. Системы искусственного разума не могут воспроизвести эффект скачкообразного роста качества знаний / опыта, перехода их на другой уровень в результате появления накопленного свойства у активного паттерна нейронов - феномен «emergent property» (эмерджентное, надбавленное свойство) [11]. Проведем аналогию с психологическим феноменом инсайта (insight) - озарения, прозрения, когда все вдруг становится ясным, выстраивается в стройную картину взаимосвязей. Мы разделяем точку зрения С.Ф. Сергеева, что реализация программированного обучения эффективна лишь при изучении хорошо структурированной информации, «при этом игнорируются свойства и механизмы действующей когнитивной организации человека...» [12, С. 29]. Используя преимущественно ресурсы компьютерных информационных и интеллектуальных систем, научить человека эффективной, творческой когнитивной и мыслительной деятельности, показать разворачивание стратегий мышления в диалогическом общении (сообразно тому, как протекает обдумывание проблемных вопросов на внутреннем плане), сформировать личностные стили мышления в разных модальностях не представляется возможным.
С.Ф. Сергеев отмечает методические и психолого-педагогические проблемы информационных обучающих сред: эффект методической избыточности, ведущий к появлению неопределенности в выборе и логике постановки учебных задач и целей, возникновению «информационного шока» у обучающегося; феномен дидактической недостаточности при обучении специалистов высокого класса, где особую роль играет эффективность формируемого профессионального опыта (не здесь ли сказывается фактор эмерджентности?). В электронном формате обучения должны предусматриваться возможности подключения человеческих ресурсов как носителей уникальных знаний и опыта деятельности (особенно в процессе формирования ключевых концептов ментальных схем) для разворачивания образцов мыслительной деятельности в ходе решения проблемных задач.
3. Обучающая среда человека имеет две составляющие - внешнюю, дидактико-технологическую (определяемую дидактическим содержанием учебного процесса и информационно-материальными ресурсами) и внутреннюю (определяемую индивидуально-психологическими и личностными качествами обучаемого). Внешняя среда становится активной только при взаимодействии человека с ней в процессе учения; внутренняя среда активна и непосредственно перед учением, что отражается формированием мотивации и актуализацией когнитивного опыта, во время процесса учения, и после окончания непосредственной учебной деятельности, поскольку человеку свойственно обдумывать полученную информацию, осмысливать знания с разных сторон, встраивая ее в существующие в сознании когнитивные структуры, создавая новые и более сложные схемы ментального опыта, в том числе достигая уровня «emergent property». С этой функциональной особенностью человеческого познания специалисты в области психологии интеллекта связывают эффективность формирования стратегий мышления, лежащих, в свою очередь, в основе интеллектуальной талантливости [13, 16, 20 и др.]. Педагогам и психологам хорошо известно, что человек лучше учится не на основании систематических пояснений, характер активности обучающего не имеет решающего значения: важнее, когда человек сам делает ошибки, ищет смысл, задает вопросы.
Поэтому, в процессе когнитивной деятельности, обучающиеся должны иметь возможность обдумывать вопросы, связанные с выделением различий, связей, структуры, обобщением, прогнозированием, поиском вариантов решений проблемы: ритм, продолжительность и интенсивность взаимодействия человека с электронными обучающими ресурсами должны специальным образом регулироваться.
4. Когнитивные поля ментального опыта преимущественно образуются в процессе учения. Психолог М.А. Холодная в своих трудах отмечает, что «есть все основания полагать, что возможности интеллекта в существенной мере зависят от того, какие психические модальности опыта (словесно-речевая, зрительная, кинестетико-проприоцептивная, чувственно-эмоциональная и т. д.) участвуют в формировании его когнитивной основы» [13, С. 198]. Следует учитывать, что наглядные образы сокращают цепи словесных рассуждений и могут синтезировать схематичный образ большой информационной емкости. Степень обобщения содержания обучения необходимо контролировать, чтобы звенья логической цепи рассуждений могли быть полностью восстановлены обучающимися. Согласимся, что наглядные образы позволяют более оперативно мыслить и фиксировать результаты мыслительной деятельности в сжатой, экономной форме. В свою очередь, понятийное мышление направляет чувственное познание, делает его избирательным и созидательным [17, С. 62]. Несмотря на то, что механизмы вербального и образного кодирования информации различны, характер взаимодействии этих двух форм обработки и представления знаний «явно демонстрирует их взаимодополняемость: если неопределенной является зрительная информация, то любая вербальная подсказка сильнейшим образом влияет на ее запоминание; при неопределенности (обедненности) вербальной информации, поддержка в ее понимании и запоминании может быть оказана невербальным осмысленным материалом» [3, С. 397].
Достижение оптимального соотношения наглядных образов и речевой, символьной информации, возможно через взаимное дублирование. Обучающие электронные ресурсы, и в первую очередь методика обучения, должны обеспечивать активизацию и развитие разных модальностей ментального опыта в процессе учения - для гармоничного развития уровневых интегративных свойств интеллекта, когнитивных и мыслительных стилей.
5. Важной особенностью обучения мышлению является включение определенных знаковых средств и способов деятельности с ними в деятельность учения. Действительно, процессы решения учебных задач, заданных определенным текстом условий, рассматриваются как переходы от текста условий к выражениям тех знаковых систем, в которых эти задачи могут быть решены, и как переходы от этих знаковых систем к объективным ситуациям. Механизмы овладения нормами деятельности, применяемые индивидами, определят тот субъективный способ, которым они в дальнейшем будут осуществлять свою интеллектуальную деятельность. Следует помнить, что всякая знаковая (формальная) система, является особой оперативной системой (в которой, и с которой действуют совершенно иначе, чем с реальным объектом) и различные формальные знания значительно отличаются друг от друга по структуре знакового материала. Н.Г. Салмина особо подчеркивает, что оперирование знаково-символическими средствами имеет общую структуру и способы функционирования, что позволяет отнести его к особому виду деятельности - знаково-символическому, которая всегда включает два плана - замещаемую реальность, различно актуализируемую в различных видах деятельности, и замещающие средства [10, С. 75]. Ею также отмечается, что введение кодирования (перевод реальности или текста, описывающего реальность на знаково-символический язык) в учебную деятельность открывает возможность перехода к разным видам знаково-символического выражения содержания (а это необходимый компонент теоретического мышления!), способствует
отделению содержания от формы, что является чрезвычайно важным для полноценного усвоения знаний.
В процессе электронного обучения учебная деятельность, связанная с кодированием / декодированием информации становится преимущественной, ведущей, от ее успешности во многом зависит эффективность усвоения знаний. Разработку текстов учебно-методических материалов необходимо осуществлять с учетом основных принципов построения системы знаково-символических средств -лаконичность, обобщение и унификация, акцент на основных смысловых элементах, автономность, структурность, стадийность, использование привычных ассоциаций и стереотипов (с предпочтением иконических знаков перед символикой) [10, С. 87].
Обобщая сказанное, заметим, что в процессе учения у человека формируются концепты - категориальные схемы понятий, посредством которых любая воспринимаемая информация распознается / идентифицируется, кодируется, преобразуется, анализируется и оценивается. Понятийная система в процессе последовательной дифференциации и интеграции концептов приобретает личностно-своеобразную концептуальную сложность, которая определяет эффективность поведения и развития человека. Таким образом, сложность ментальных структур, образующихся в процессе учения, зависит от внешних и внутренних целей и условий приобретения знаний, умений и способностей.
Проведенное нами исследование показало, что реализация методов дидактической инженерии на основе системного использования приемов дифференциации и интеграции для разработки содержания и организации обучения с использованием электронных ресурсов, позволяет: установить единый концептуальный подход к последовательности разворачивания и обобщений знаний и умений; направлять процесс формирования когнитивных структур; выработать систему организационно-технологических методов работы с содержанием образования; разработать комплексы приемов и средств представления учебной информации на разных уровнях когнитивной детализации; выявлять локализацию сбоев процесса когнитивного развития знаний, умений и способностей в области дисциплины; проводить коррекцию сформированных когнитивных структур предметных знаний.
Заключение
Вопросы развития дидактической инженерии в системных рамках дифференционно-интеграционной теории, затронутые в статье, имеют широкое обсуждение в современном научном сообществе - как в отношении перспектив применения инженерных методов деятельности для решения образовательных задач, так и возможностей психодидактики обеспечить когнитивное развитие человека в техногенной среде обучения.
Нами были кратко рассмотрены особенности протекания когнитивных процессов в технологичной среде электронного обучения; выявлены критически важные аспекты формирования системного мышления в процессе учения с использованием информационно-коммуникационных средств; приведены примеры дифференциации и интеграции элементов дидактических объектов; описаны основные аспекты реализации различных способов структурирования, визуализации и организации учебного материала, позволяющих формировать в достаточной мере сложные, устойчивые и связанные когнитивные структуры ментального опыта обучающихся.
Безусловно, проблема развития системного мышления в процессе обучения с использованием электронных средств требует дальнейших серьезных и комплексных исследований. Особого внимания заслуживают вопросы схематизации,
моделирования и использования знаково-символических систем в процессе разработки учебно-методических материалов, а также методики реализации электронного обучения на основе научных достижений нейропсихологии, психодидактики, когнитивной психологии и лингвистики.
Литература
1. Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. 248 с.
2. Вегнер Д., Уорд А. Как интернет меняет наш мозг / В мире науки, 2014. № 2. С. 98-102. URL: https://sciam.ru/catalog/details/2-2014 (дата обращения 21.05.2017)
3. Величковский Б.М. Когнитивная наука: основы психологии познания: в 2 т. Т. 1. М.: Смысл; Издательский центр «Академия», 2006. - 448 с.
4. Гельфман Э.Г., Холодная М.А. Учебные тексты как средство интеллектуального развития учащихся в процессе обучения математике / Образование и наука. 2014. - № 8. С. 67-80.
5. Гофман И. Анализ фреймов: эссе об организации повседневного опыта / Пер. с англ., под ред. Г.С. Батыгина, Л.А. Козловой. М.: Институт социологии РАН, 2003. -752 с.
6. Компьютеры, мозг, познание: успехи когнитивных наук / Отв. ред. Б.М. Величковский, В.Д. Соловьев. М.: Наука, 2008. - 293 с.
7. Лозинская А. М. Фреймовое структурирование содержания обучения физике в рамках модульной технологии // Педагогическое образование в России. Екатеринбург: Уральский государственный педагогический университет, 2014. - № 1. С. 80-89. URL: https://elibrary.ru/itemasp?id=21129103 (дата обращения 18.04.2018)
8. Нуриев Н. К. Дидактическая инженерия: теоретические основы / Образовательные технологии и общество, 2016. - Т. 19, № 4. - С. 397-411. URL: http://ifets.ieee.org/russian/depository/v19_i4/pdl712.pdf (дата обращения 17.05.2017)
9. Принцип развития в современной психологии / Под ред. А.Л. Журавлев, Е.А. Сергиенко. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2015. 479 с.
10. Салмина Н.Г. Знак и символ в обучении. М.: Изд -во Моск. ун-та, 1988. 288 с.
11. Сахаров Д. А. Нейронная основа мозговых функций: коннектом versus транскриптом / Сайт С.П. Курдюмова: Сети, когнитивная наука, управление сложностью. URL: http://spkurdyumov.ru/ networks/nejronnaya-osnova-mozgovyx-funkcij-konnektom-versus-transkriptom/ (дата обращения 18.04.2018)
12. Сергеев С. Ф. Методологические проблемы e-learning дидактики / Открытое образование, 2015. - №3. - С. 28-36. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/ metodologicheskie-problemy-e-learning-didaktiki (дата обращения 18.04.2018)
13. Холодная М. А. Структурно-интегративная методология в исследовании интеллекта / Теория развития: Дифференционно-интеграционная парадигма (сост. Н.И. Чуприкова). М.: Языки славянских культур, 2009. - 224 c. URL: http://psystudy.ru/index.php/num/appendix1 -3/66-kholodnaya3a.html (дата обращения 18.04.2018)
14. Чошанов М. А. Инженерия обучающих технологий / М.А. Чошанов. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 239 с.
15. Чуприкова Н. И. Всеобщий универсальный дифференционно-интеграционный закон развития как основа междисциплинарной парадигмальной теории развития. URL: http://psystudy.ru/index.php/num/2009n1-3/44-chuprikova3.html#e2 (дата обращения 18.04.2018)
16. Чуприкова Н. И. Изменение когнитивной репрезентации объектов в процессе умственного развития / Вопросы психологии. М.: Педагогика. 1987. - № 6. - C. 31-39. URL: http://www.voppsy.ru/issues/1987/876/876031.htm (дата обращения 18.04.2018)
17. Шамало Т.Н. Теоретические основы использования физического эксперимента в развивающем обучении / Т. Н. Шамало. Свердловск, 1990.
18. Щедровицкий Г.П. Избранные труды / Г.П. Щедровицкий. М.: Шк. Культ. Полит., 1995.
19. Demetriou A., Spanoudis G. Mind and Intelligence: Integrating Developmental, Psychometric, and Cognitive Theories of Human Mind In M. Rosen (Ed.), Challenges in Educational Measurement - contents and methods (pp. 39-60). New York: Springer. URL:
https://www.academia.edu/29191045/Demetriou_A._and_Spanoudis_G._2017_._Mind _and_Intelligence_Integrating_Developmental_Psychometric_and_Cognitive_Theories _of_Human_Mind.In_M._Rosen_Ed._Challenges_in_Educational_Measurement_conte nts_and_methods_pp._39-60_._New_York_Springer (дата обращения: 18.04.2018)
20. Siegler R. S. Differentiation and integration: guiding principles for analyzing cognitive change. URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j. 1467-7687.2008.00689.x/ epdf?r3_referer=wol&tracking_action=preview_click&show_checkout=1&purchase_re ferrer (дата обращения: 18.04.2018)
