Когнитивная психология в контексте проблем современного образования

3. Карпов А.В., Скитяева И.М. Психология метакогнитивных процессов личности. – М., 2005.

4. Огнев А. С. Жизненная навигация личности: научно-педагогические основы реализации в профессиональном образовании // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2017. № 1–4. С. 157–162.

5. Пучкова Е.Б. Опыт оценки общекультурных компетенций бакалавров // Актуальные проблемы современной науки. 2013. № 3. С. 157–161.

Когнитивные технологии в образовании

Е.А. Сорокоумова, Р.Н. Абрамишвили

Понятие «когнитивные технологии» было предложено в 1948 году Э.Ч. Толменом, с чего и началась эпоха когнитивных технологий в обучении. Основная цель их использования заключается в развитии всей совокупности умственных способностей и стратегий, делающих возможным процесс адаптации к новым ситуациям. Применение когнитивных технологий в обучении позволяет объединять психические рациональные начала личности в единое целое посредством взаимосвязанных действий, обсуждений, размышлений и самоконтроля.

Когнитивные технологии явным образом составляют основу программированного и особенно компьютерного обучения. С известной долей условности можно сказать, что когнитивные технологии составляют технологическую основу проблемного обучения, развивающего обучения Д.Б. Эльконина – В.В. Давыдова, так называемого интерактивного обучения и на первом этапе процесса – контекстного образования. Когнитивные технологии широко используются и в процессе дистанционного обучения [3; 15; 16].

Теория программированного обучения начала складываться в середине прошлого века в США, начиная с работ ортодоксального бихевиориста Б.Ф. Скиннера, затем распространилась в Европе, а 1970-х годах-и в СССР. Основная идея программированного обучения – управление учебными действиями человека с помощью обучающей программы, которая задает собой последовательность его шагов (алгоритм), каждый из которых представляет собой микроэтап овладения единицей информации или действием. Шаг программы состоит из трех частей: доза информации об изучаемом знании, действия; задания-операции по работе с информацией, по ее усвоению; контрольные задания (обратная связь) и указание о повторении упражнений или переходе к следующему шагу.

Линейное программирование, разработанное Б. Скиннером, предоставляет учащемуся на каждом шаге малые дозы материала, которые обеспечивают безошибочное их усвоение и последовательное продвижение ученика. В задании обычно требуется, прочитав информацию, заполнить пропуск одним или несколькими словами. Затем ответ сверяется с закрытым до этого правильным решением. В случае правильного ответа учащимся переходит к следующей дозе, неправильного – возвращается к предыдущей дозе информации и пытается снова дать правильный ответ. Ученик продвигается в обучении, только усвоив предыдущий материал, что и выступает активизирующим учащегося фактором [12].

Построение и использование в учебном процессе линейной программы основано на следующих принципах: деление учебного материала на малые дозы (шаги); активизация работы учащихся путем указаний, что и как им делать; немедленное получение оценки правильности или неправильности ответа (принцип обратной связи); индивидуальный темп усвоения содержания обучения.

Достоинством линейного программирования является то, что ученик обязательно усваивает материал благодаря его малым дозам, непосредственной проверке правильности ответа и возможности повторения действий. А критика в том, что мелкие шаги обучения не позволяют ученику видеть общие цели, достигать цели скачком, индивидуализировать содержание и темп обучения. Кроме того, ответ учащегося в форме заполнения пробела (конструирование ответа) ограничивает развитие интеллекта, творческого мышления и самостоятельности учащихся.

Пошаговые программы породили алгоритмизацию обучения, предложенного в работах отечественного психолога Л.Н. Ланды. Алгоритм – это предписание, определяющее последовательность умственных и (или) практических операций по решению задач определенного класса. Алгоритм является как самостоятельным средством обучения, так и частью обучающей программы, которую можно лучше всего использовать при обучении грамматике, математике, естественных наук [6].

Разветвленное программирование, предложенное Н.А. Кроудером, разрабатывалось с учетом опыта линейного программирования и его критики. Оно отличается от линейного двумя особенностями:

• учебный материал дается не малыми порциями, а логически законченными крупными блоками, поскольку дело не в безошибочном его усвоении мелкими шагами, а от глубокого и всестороннего анализа его содержания;

• ученик дает выборочный ответ при выполнении контрольного задания, следующего за усвоением каждого блока, где кроме правильного есть неполные и неверные ответы, содержащие систематические ошибки.

Если ученик выбрал правильный ответ, он переходит к следующему шагу Если нет, ему разъясняется сущность ошибки, и в зависимости от сделанной ошибки он получает указание работать с одной из дополнительных программ (программ разветвления) или вернуться к исходному пункту Таким образом, разветвленная программа, ведет учеников к цели разными путями в зависимости от их ответов и ошибок. Тем самым достигается значительная индивидуализация обучения.

Однако и разветвленное программирование не лишено недостатков. Основным из них, по мнению критиков, как раз и является выбор учащимися верного ответа. Это провоцирует ученика угадывать ответы, запоминать и исключать ошибочные и т. п.

Разветвленная программа также не дает ученику вполне целостного и системного представления о материале. Поэтому возникло смешанное программирование', создаются программные продукты, объединяющие элементы линейного и разветвленного программирования в зависимости от конкретных дидактических задач каждого шага и включающие в себя разные дозы и виды информации и различные алгоритмы ее усвоения.

В программах, построенных по смешанному типу, материал делится на различные дозы в зависимости от дидактической цели, возраста учащихся, логики учебного материала и самого процесса обучения. Способы ответа обучаемого могут быть разные: конструирование ответа из набора букв, слов и т. п., кодирование ответа условными знаками, выбор ответа из заданного набора, другие варианты.

Проблемное обучение, при котором учащиеся усваивают знания и учатся их применять не только в сходных ситуациях или несколько видоизмененных условиях, но и используют знания для самостоятельного познания нового. В проблемном обучении важнейшим побудительным стимулом мыслительной деятельности выступает познавательная проблема, которая определяется как противоречие между знанием и незнанием и разрешается путем поисков ответов на возникающие вопросы.

Сущность проблемного обучения И.Я. Лернер видит в том, что учащийся под руководством учителя принимает участие в решении новых для него познавательных и практических проблем в определенной системе, соответствующей образовательно-воспитательным целям [7].

Согласно М.И. Махмутову, проблемное обучение – тип развивающего обучения, в котором сочетается систематическая поисковая деятельность учащихся с усвоением ими готовых выводов науки, а система методов построена с учетом целеполагания и принципа проблемности. Взаимодействие преподавания и учения, детерминированного системой проблемных ситуаций, ориентировано на формирование познавательной самостоятельности учащихся, устойчивости мотивов учения и мыслительных (включая творческие) способностей в ходе усвоения ими научных понятий и способов деятельности [8].

А.М. Матюшкин характеризует проблемную ситуацию как «особый вид умственного взаимодействия объекта и субъекта, характеризующийся таким психическим состоянием субъекта (учащегося) при решении им задач, который требует обнаружения (открытия или усвоения) новых, ранее субъекту неизвестных, знаний или способов деятельности» [9, с. 208].

Согласно М.И. Махмутову, развитие творческих возможностей учащихся, придание учебно-познавательной деятельности развивающего характера, максимальная активизация всех сил и способностей учащихся в проблемном обучении возможны в силу следующих причин:

• усвоение учащимися знаний и способов их применения возможно не только через восприятие, объяснение учителя, но и путем формулировки проблемы, ее самостоятельного анализа и решения посредством выдвижения предположений, их обоснования и доказательства, а также через проверку правильного решения;

• на основе анализа полученных фактов учащиеся могут самостоятельно делать выводы, обобщения, формулировать определения, закономерности;

• появляется возможность самостоятельно применять полученные знания в новой ситуации, что может выразиться в изготовлении какого-то продукта труда (изобретение, конструкция, проект, сочинение, рисунок и т. д.). [8].

Проблемное обучение имеет как достоинства, так и свои недостатки. К достоинствам проблемного обучения относятся:

• большая интеллектуальная активность учащегося, вызываемая познавательной потребностью – желанием найти искомое неизвестное, без которого он не сможет разрешить проблемную ситуацию;

• знания усваиваются как некие общие закономерности и способы действий, позволяющие использовать их и впредь при решении широкого спектра других задач, а не как иллюстрация частного случая, относящегося к изучаемой закономерности, которая в традиционном обучении обычно сообщается учащимся в готовом виде.

В качестве недостатков проблемного обучения А.А. Вербицкий называет следующие: его не всегда можно применить из-за характера изучаемого материала (никто не видел «проблемника» в отличие от привычного задачника), неподготовленности учащихся, недостаточной квалификации учителя, отсутствия общепринятых критериев разрешения проблемных ситуаций и, соответственно, субъективизм учителя в определении оценки результатов работы учащегося; увеличиваются затраты учебного времени по сравнению с традицией [1]. В силу этих причин проблемное обучение не получило широкого распространения.

Развивающее обучение – это ориентация учебного процесса на реализацию потенциальных возможности человека. Идея развивающего обучения берет начало в работах И.Г. Песталоцци, А. Дистервега, К.Д. Ушинского и других зарубежных и отечественных педагогов. Научное обоснование этой идеи впервые дано в трудах Л.С. Выготского, утверждавшего, что обучение ведет за собой развитие. Дальнейшее научное обоснование она получила в экспериментальных работах Л.В. Занкова, Д.Б. Эльконина, В.В. Давыдова, Н.А. Менчинской и других.

Обучение – ведущая движущая сила психического развития ребенка, становления у него новых качеств ума, внимания, памяти и других сторон психики. Усвоение знаний и опыта деятельности не противопоставляется развитию, а является его основой. Продвижение в развитии становится условием глубокого и прочного усвоения знаний.

Учебная деятельность школьника проходит в сотрудничестве со взрослыми, в совместном поиске, когда ребенок не получает готовых знаний, а напрягает свой ум и волю, даже при минимальном участии в такой совместной деятельности. Школьник чувствует себя соавтором в решении возникающих проблем. Работа с опорой на зону ближайшего развития ребенка помогает полнее и ярче раскрыться его потенциальным возможностям. Она укрепляет у него веру в свои силы.

Структура развивающего обучения представляет собой цепь усложняющихся предметных задач, которые вызывают у школьника потребность в овладении специальными знаниями и навыками, в создании новой, не имеющей аналога в его опыте схемы решения, новых способов действий. В процессе «добывания знаний» и создания новых способов выполнения действий ученик получает конкретный результат в виде новых для него фактов. Тем самым уже в самом процессе обучения школьник поднимается на новые ступени интеллектуального и личностного развития.

Развивающее обучение отличается от обучения объяснительно-иллюстративного типа характером преподавания и учения. Основная задача учителя в процессе развивающего обучения – организация учебной деятельности школьника, направленной на формирование познавательной самостоятельности, развитие и формирование способностей, убеждений, активной жизненной позиции. Развивающее обучение осуществляется посредством вовлечения учащегося в различные виды деятельности, использование в преподавании дидактических игр, дискуссий, а также методов обучения, направленных на обогащение творческого воображения, мышления, памяти, речи.

Вовлекая школьника в учебную деятельность, ориентированную на его потенциальные возможности, учитель должен знать какими способами деятельности учащийся овладел в ходе предыдущего обучения, какова психология этого процесса, степень осмысления учащимися собственной деятельности. На основе полученных данных учитель конструирует педагогические воздействия на учащихся, располагая их в зоне ближайшего развития ребенка.

Основой учения в структуре развивающего обучения является связь «цель – средство – контроль», а центральным технологическим звеном – самостоятельная учебно-познавательная деятельность ученика, основанная на его способности регулировать в ходе обучения свои действия в соответствии с осознаваемой целью. Эти действия, направленные на изменение предметов и явлений, вызывают в поведении ребенка определенный процесс, мотивированный той или иной потребностью, которая (в поведении ученика) выступает одновременно и как побуждение, и как цель.

Мотив учения выражен в этих случаях либо непосредственно в практической потребности, ситуативном интересе, либо опосредованно – субъективно и скрыт от ученика. Усвоение знаний и формирование способов деятельности выступает в структуре развивающего обучения как процесс и результат деятельности ученика.

Изменение характера преподавания вызывает изменение характера и структуры учения. Суть развивающего обучения состоит в том, что ученик не только усваивает конкретные знания, умения и навыки, но овладевает способами действий. В учении различают: учебную деятельность, в процессе которой происходит усвоение, и собственно усвоение как основное содержание учебной деятельности. Специфичным для учения является его ориентация на овладение школьниками способами деятельности еще в процессе ее конструирования.

Содержание деятельности, которое ученик должен усвоить в процессе обучения, связывается в его сознании с выполнением действия (системы действий). Таким образом, учебные действия являются в процессе усвоения первичными. Знания носят вторичный характер и как стимулы учения, конкретные цели, орудия и инструменты познания вне деятельности (вне системы действий) теряют свою силу. Следовательно, предметом деятельности учения в структуре развивающего обучения является не усвоение как таковое, а собственно учебная деятельность, в процессе конструирования и осуществления которой и происходит усвоение. Знания, навыки и умения, свойства и качества личности выступают и как продукты (результаты) этой деятельности, и как условие дальнейшей деятельности ученика, в ходе которой происходит его развитие.

Согласно данным отечественных психологов, всякая деятельность, в процессе которой у человека появляются те или иные психические новобразования, знания или способы деятельности, может рассматриваться как учение и развитие. В теории развивающего обучения различают рефлексивно-личностный и предметно-операциональный планы деятельности. Предметный план деятельности образуют действия и операции с объектами – знаками или вещами, материальными или идеальными. Рефлексивно-личностный план определяет отношение индивида к совершаемой деятельности. Развитие деятельности осуществляется в основном за счет рефлексивно-личностных образований.

Для теории развивающего обучения важно то, что во внешнем плане деятельность выступает, в основном, своей предметной стороной.

Однако деятельность включает и смысловые образования (смысловое содержание), которые составляют ее внутренний, скрытый план. Через эти образования осуществляется развитие деятельности (и индивида), и что особенно важно – становление и развитие способностей ребенка как важнейшего показателя природы, ценности и эффективности развивающего обучения.

Общее в содержании учебной деятельности школьников – умения, которые, с одной стороны, являются исходными в совершенствовании и развитии познавательных и преобразовательных процессов в деятельности школьников, а с другой – представляют собой результат, синтез всех тех приобретений, новообразований, которые были накоплены ребенком на предыдущих стадиях его обучения и развития. Например, умения выделять главное в прочитанном в условиях временных ограничений; строить умозаключения данных посылок; решать нестандартные задачи и находить нестандартные приемы решения.

В рамках этих трех групп умений формируются следующие действия, которые должны выполнять учащиеся: планирование способов получения требуемого результата, моделирование предполагаемого результата, контроль соответствия и диагностика причин несоответствия полученного результата требуемому, прогнозирование и выбор рационального варианта действии, корректирование исходного плана с целью совершенствования результатов.

В ходе выполнения этих действий ученик представляет себе объект деятельности, конечную или промежуточную цель, мысленно конструирует (прогнозирует) процесс достижения этой цели; сопоставляет компоненты, входящие в цикл деятельности, с их полным составом, анализирует отличия и связанные с ними особенности изучаемого процесса, их влияние на объект деятельности. На основе такого анализа ученик объясняет изучаемое явление и определяет методы работы с ним.

Важнейшие условия развивающего обучения – педагогическое предвидение (предвидение учителя) и предвидение ученика. При отборе содержания знаний, структурировании учебного материала, выборе методов и форм организации обучения педагогическое предвидение выражается в системе повседневных «микросдвигов» в деятельности и поведении ученика, в умении учителя ставить педагогический «диагноз» и на его основе выдвигать, уточнять и проектировать задачи, предвидеть результаты своих действии и деятельности учащихся, планировать и создавать ситуации, принимать решения в постоянно изменяющихся условиях.

Предвидение ученика обусловлено тем, что в развивающем обучении наряду с процессом усвоения знания (способа действия) постоянно функционирует и процесс конструирования нового знания (способа действия). Ученик мысленно вступает во взаимодействие со знаниями о предметах и явлениях внешнего мира как средствами познания. Эти взаимодействия составляют содержание познавательной деятельности ученика и основу развития его интереса, потребности в знаниях и самом процессе познания.

Реализация предвидения ученика связана со знанием им инварианта, который лежит в основе различных видов деятельности и методов деятельности. Для этого необходимо строить курс обучения, выделяя в его содержании «генетическую клеточку» (учебный элемент) в виде теории, при постоянной работе с которой ученик будет усваивать фундаментальный метод учебной деятельности – метод воссоздания знания.

Используются различные варианты вовлечения учащегося в конструирование собственной учебной деятельности.

1. Учащимся предлагается на основе накопленного опыта самостоятельно составить и осуществить общий план деятельности по решению задач.

2. Даются готовая инструкция (план, алгоритм и т. п.) по решению задач, образец ее применения и задание для самостоятельной работы. Затруднения анализируются коллективно.

3. После решения задач новой темы по плану, предложенному учителем, при переходе к следующей теме учащиеся составляют план самостоятельно.

4. На основе общего плана работы и методов его конкретизации учащиеся составляют вариант плана соответственно теме занятия и закрепляют его в процессе решения задач.

5. На конкретном примере учащихся обучают решению задач по заданной теме, разделу. Сконструированные планы используются затем при решении определенных классов задач.

6. Формируется обобщенный прием составления планов (общих и частных) и воплощения их в реальной учебной деятельности путем выделения ее компонентов: образ (цель) конечного результата; объект преобразования (его состав и структура, свойства и т. д.); средство планирования и порядок (последовательность операций) разработки и использования плана в конкретной учебной деятельности.

Способы вовлечения учащихся в активный процесс учения различаются, прежде всего, уровнем самостоятельности школьников в конструировании собственной деятельности. Осознанная ориентировка ученика в содержании деятельности возможна лишь в том случае, если ее предмет включен в контекст цели (задачи) ученического поиска, когда интеллектуальная активность ученика направляется на овладение способами деятельности [13, 14].

Интерактивное (коммуникативное) обучение. Термин «интерактивное обучение» является сравнительно новым в педагогике. Он появился в педагогическом лексиконе в 1990-х годах, когда пространство педагогики стало интенсивно осваиваться смежными науками. Относительно появления данного термина существуют различные версии. В научной литературе достаточно часто встречается упоминание о том, что идея интерактивного обучения возникла в середине 1990-х годов с началом развития сети Интернет [4].

В связи с этим ряд авторов связывают интерактивное обучение с информационными технологиями, дистанционным образованием, с использованием ресурсов Интернета, электронных учебников и справочников, работой в режиме он-лайн и т. д. Одновременно существует точка зрения, не связывающая интерактивное обучение конкретными сроками появления, и, как следствие, дает более широкое толкование термина, которое рассматривает его как способность взаимодействовать или находиться в режиме диалога с кем-либо или чем-либо (например, компьютером).

Интерактивность обучения реализуется на двух уровнях: на уровне взаимодействия учителя и учеников и учеников между собой, и на уровне взаимодействия учащихся с используемыми ими средствами обучения, в основном электронными. Поэтому можно утверждать, что обучение стало действительно «интерактивным» именно после создания глобальной всемирной сети Интернет (1991 год) и появления первого веб-браузера (1994 год). С этого момента начинается использование термина «интерактивное обучение».

Интерактивное обучение – это форма организации познавательной деятельности, когда учебный процесс протекает таким образом, что практически все обучающиеся оказываются вовлеченными в процесс познания, они имеют возможность понимать и рефлектировать по поводу того, что они знают и думают. Совместная деятельность обучающихся в процессе освоения учебного материала означает, что каждый вносит свой индивидуальный вклад, идет обмен знаниями, идеями, способами деятельности. Происходит это в атмосфере доброжелательности и взаимной поддержки, что позволяет обучающимся, воспитанникам не только получать новые знания, но и развивать свои коммуникативные умения: выслушивать мнение другого, участвовать в дискуссии, вырабатывать совместное решение.

Значительны и воспитательные возможности интерактивных форм работы. Они способствуют установлению эмоциональных контактов между учащимися, приучают работать в команде, снимают нервную нагрузку школьников, помогая испытать чувство защищенности, взаимопонимания и собственной успешности. Интерактивное обучение требует использования специальных форм организации познавательной деятельности и ставит вполне конкретные и прогнозируемые цели, например, создание комфортных условий обучения и включенность обучающихся в учебное взаимодействие, что делает продуктивным сам процесс обучения [10].

Интерактивное обучение позволяет решить сразу несколько задач: развивает коммуникативные умения и навыки, помогает установлению эмоциональных контактов между участниками процесса, обеспечивает реализацию воспитательных задач, поскольку заставляет работать в команде, прислушиваться к мнению каждого. Организация интерактивных методов обучения предполагает моделирование жизненных ситуаций, использование ролевых игр, общее решение проблемы на основе анализа обстоятельств и соответствующей ситуации.

К методам интерактивного обучения могут быть отнесены: эвристическая беседа; дискуссия; «могзовая атака»; метод «круглого стола»; обсуждение конкурсных практических работ и др.

Метод эвристической беседы получил название от восходящего к Сократу метода обучения «эвристика» (греч. – «нахожу, открываю»). Метод в его древнегреческом варианте представляет собой обучение, основанное на так называемых сократических беседах. В них путем искусно сформулированных наводящих вопросов и примеров философ побуждал ученика прийти к самостоятельному правильному ответу на поставленный вопрос.