8.3. Разработка структуры учебной информации и ее наглядное представление

Специалисты в области визуального мышления разделяют процесс восприятия и переработки визуальной информации на три этапа.

Первый этап выступает как анализ ее структуры. Ему должны соответствовать два важнейших параметра: нацеленность студентов на активное (продуктивное) восприятие и специальная организация учебного материала.

На втором этапе происходит создание новых образов. При этом умственные усилия студентов направлены на формирование целостной системы, отвечающей поставленной задаче.

Третий этап по своим целям и учебным возможностям можно отнести к поисковой деятельности. В этом случае любая формула, рисунок или схема подразумевают подсказку [46].

Как правило, учебная программа позволяет преподавателю варьировать объем и последовательность содержания в зависимости от конкретной цели. Цели изучения материала соответствуют уровням его усвоения (по В.П. Беспалько) - это может быть опознание, воспроизведение, конструирование или трансформация. Между элементами содержания необходимо наметить связи, причем не все, а лишь самые существенные с точки зрения самого преподавателя. Связи и будут определять конкретную структуру и последовательность изложения учебного материала. Обычно преподаватель выбирает последовательность эмпирическим путем, интуицией или просто здравым смыслом. Практика показывает, что разные преподаватели при изложении одного и того же учебного материала используют неодинаковые связи, то есть по-разному структурируют учебную информацию. Даже один и тот же преподаватель, но с разными аудиториями или в разные годы структурирует содержание по-разному.

Часто изложение информации строится в соответствии с логикой той науки, основы которой излагаются, хотя это и не всегда оправдано. Нужно учитывать и специфику познавательной деятельности, и доступность, и ту деятельность, к которой готовится обучаемый. Применительно к профессиональному обучению особенно важно учитывать цели обучения, которые, в свою очередь, определяются той деятельностью, к которой готовится обучаемый. С позиций этой деятельности и должен рассматриваться вопрос о существенности тех или иных связей и в целом последовательности изучения учебного материала. Например, если стоит задача подготовить эксплуатационника, способного быстро обнаружить и устранить неисправность, появившуюся в процессе эксплуатации автомобиля, то неисправности следует изучать в такой последовательности: признак, возможные причины, способ обнаружения и устранения неисправности. Если же стоит задача подготовки специалиста по диагностике, от которого требуется предупреждение выхода неисправной машины в рейс, то целесообразно принять иную последовательность: способ выявления неисправности, признак ее наличия, рекомендации по устранению [55].

Технологический подход к организации процесса обучения требует определения оптимальной структуры. Для этого следует руководствоваться следующими принципами, предложенными В.Я. Сквирским:

  • принцип минимизации требует исключить все, что можно, без ущерба для цели. Когда это требование игнорируется, то информация отбирается по противоположному принципу: «Это не помешает« или «Это может пригодиться«

  • принцип объективно существующих связей, то есть тех связей, информация о которых должна быть усвоена обучаемыми;

  • принцип историзма, то есть соответствие структуры истории развития изучаемого объекта;

  • принцип логического следования, то есть отражение в структуре информации причинно-следственных связей между ее элементами;

  • принцип подчиненности, отражающий иерархическую структуру информации;

  • принцип соответствия структуры учебной информации характеру практической деятельности, к которой готовится обучаемый;

  • принцип соответствия структуры учебной информации закономерностям познавательной деятельности.

Заранее разработанная структура может фиксироваться в памяти преподавателя, но обычно она представлена в различных методических документах. Самыми простыми и распространенными формами являются полный текст изложения и его план. Полный текст изложения однозначно определяет ее структуру, но недостаточно обозрим, не дает о ней наглядного представления и, следовательно, не позволяет оценить ее оптимальность. План более обозрим, отражает принятую структуру, но не содержит деталей и структурных связей, вследствие чего изложение может варьироваться.

Гораздо более эффективно отображать содержания учебного материала наглядно. Для этого используют такие формы как графы, спецификации учебных элементов, матрицы, конспект-схемы и т.п. Характерно, что они могут сочетаться друг с другом. Например, перед конструированием графа рекомендуется составить спецификацию учебных элементов, а опорный конспект может более подробно иллюстрировать графическую форму структуры. Практика показывает, что даже, если преподаватель предварительно структурирует учебную информацию со всеми ее связями и отношениями, то спецификации, графы и прочие «строгие» формы оставляет для себя, а студентам предлагает более «образные» визуальные материалы. Это не всегда оправданно, поскольку каждая форма имеет свои достоинства и издержки, и при совместном применении они могут существенно дополнять друг друга.

Структурирование содержания учебной информации начинается с выделения основных учебных элементов и установления связей между ними.

Учебный элемент (УЭ) - это подлежащая усвоению логически законченная часть информации. При анализе структуры учебный элемент является неделимой частью информации в данном конкретном случае. Неделимость УЭ - понятие условное и в другом случае при более подробном рассмотрении вопроса может детализироваться. И, наоборот, если подробное рассмотрение не требуется, данный УЭ может войти в УЭ более высокого порядка. Таким образом, каждый учебный элемент является носителем собственной информации, отсутствующей в других учебных элементах.

В зависимости от конкретного содержания учебной информации в качестве учебного элемента могут быть: определение понятия, факт, явление, процесс, закономерность, принцип, способ действия, характеристика объекта, вывод или следствие. Следует иметь в виду, что способ выражения понятия (формула, график) не является учебным элементом.

Структура создается всей совокупностью учебных элементов, включенных в определенные связи. Можно выделить следующие типы связей: взаимодействие, порождение, преобразование, строение, управление и функциональные связи. Часто связь сама выступает как учебный элемент, то есть как информация, подлежащая усвоению.

Остановимся более подробно на конструировании спецификации учебных элементов и построении графа учебной информации.

Спецификация учебных элементов. Для составления спецификации учебных элементов необходимо провести структурно-логический анализ содержания, то есть выделить сами УЭ, а также установить связи между ними. Выделенные УЭ следует дифференцировать, во-первых, по уровням усвоения понятий: знакомство, воспроизведение, применение, трансформация. Во-вторых, вычленить опорные и новые понятия. На основе опорных понятий формируются новые знания и приемы умственной и практической деятельности. Новые же понятия впервые формируются на этом занятии.

Между опорными и новыми понятиями возможны различные связи, что и определяет структуру учебного материала.

1. Прямые единичные связи.

2. Опосредованные связи. Новое понятие сформировано путем логических рассуждений.

3. Связь нового понятия с несколькими исходными. Чем больше элементов имеют связь с новым понятием, тем сложнее сделать правильный вывод и больше вероятность ошибок.

Спецификация учебных элементов как форма наглядного отображения структуры учебного материала, представляет собой таблицу, в которой представлены: перечень изучаемых понятий, уровни их усвоения и время изучения (то есть, опорное это понятие или новое), иногда добавляется тип ООД (ориентировочной основы действий) и условное обозначение. Как правило, понятие № 1 совпадает с темой. Типы ООД могут различаться на основании основных характеристик: по обобщенности (конкретные и обобщенные), по полноте (полные и неполные) и по способу получения (составленные самостоятельно или предъявленные в готовом виде). Введение условных обозначений поможет впоследствии при разработке опорных конспектов и других знаковых моделей информации. Пример спецификации учебных элементов показан в таблице 8.1.

Таблица 8.1.

Фрагмент спецификации учебных элементов темы «Механические свойства строительных материалов»

Графы учебной информации. Методика построения графа подробно изложена в пособиях М.И. Ерецкого и В.Я. Сквирского [55].

Граф - это схема, показывающая, каким образом множество точек (вершин) соединяется множеством линий (ребер). Граф учебной темы отображает структуру учебной информации. Вершина в графе отображает учебный элемент, а ребро - связь между учебными элементами, которая является существенной с точки зрения преподавателя, разрабатывающего структуру. Поскольку возможны различные структуры учебной информации, могут быть и разные формы графа.

1. Линейный граф. Это самая простая форма графа. При такой структуре каждый предыдущий учебный элемент связан только с одним последующим. Такая структура при изложении учебного материала используется редко. Графически такая структура выглядит так:

 

2. Дедуктивный (древовидный) граф. Начальная вершина такого графа совпадает с исходным учебным элементом. Пример дедуктивного графа приведен на рисунке 8.2. На графе указаны: учебные элементы с соответствующими им порядковыми номерами; связи между учебными элементами и наименования оснований совокупности учебных элементов, расположенных на одной и той же горизонтали - порядке. Наименования учебных элементов приведены в таблице 8.2.

Рис. 8.2. Граф темы "Формы структурирования учебной информации"

 

Таблица 8.2.

Наименования учебных элементов

№ уч. эл.

Наименование учебных элементов

№ уч. эл.

Наименование учебных элементов

1.

Формы отображения структуры

14.

Наглядность

2.

Заблаговременное составление

15.

«Скрытость» деталей

3.

Экспромт

16.

Наглядность

4.

В памяти

17.

Выделение существенного

5.

В методических документах

18.

Неадекватность целям

6.

Полный текст

19.

Наглядность

7.

План

20.

Однозначность понимания

8.

«Опорный конспект»

21.

Высокая степень детализации

9.

Графическая форма

22.

Опора на логические связи

10.

Матричная форма

23.

Компактность

11.

Однозначность

24.

Обозримость

12.

Недостаточная обозримость

25.

Простота оценки структуры

13.

Затрудненность оценки структуры

26.

Отсутствие дидактических и информативных возможностей

 

3. Индуктивный граф. Это тоже древовидный граф, но его вершины обращены вниз. Изложение ведется от частного к общему, от элементов к целому. Вид такого графа приведен на рисунке 8.3.

Рис. 8.3. Индуктивный граф

 

Один и тот же учебный материал может выстраиваться по-разному в зависимости от поставленной цели. Соответственно меняется и форма графа. На рисунке 8.4. представлено два варианта изложения темы «Дефекты обработки поверхности». В первом случае цель - изучить способы устранения каждого дефекта в отдельности, а во втором - выяснить, какой способ является общим для разных дефектов.

Рис. 8.4. Зависимость структуры информации от целей ее усвоения

 

С методической точки зрения, иерархия изучаемых понятий, представленная в виде графа помогает обосновать формулу организации учебной деятельности (УД), предложенную В.П. Беспалько:

УД = ООД + ИД + КД + Крд. Д.

Первые горизонтали графа создают ориентировочную основу действий (ООД), далее идет содержание исполнительской деятельности (усвоить, понять, определить), а на последней горизонтали - содержание контролирующих действий, то есть то, что выводится после основной информации и исполнительской деятельности [61].