Компьютер как инструмент создания нелинейной среды обучения
Современное общество развивается в направлении возрастающей интеллектуализации Человека и Человечества. К концу XX века полностью осознана глубокая зависимость современной цивилизации от тех способностей и качеств личности, которые формируются в образовании. Именно поэтому поиск новых путей на целенаправленное развитие интеллекта школьника представляется актуальным. Развитие образовательной информатики связано так или иначе с компьютером, но роль компьютера, как инструмента создания нелинейной среды обучения и развития интеллекта, со всеми вытекающими из этого положения следствиями, вероятно, педагогической наукой, не оценена, что ведет к «выплескиванию ребенка».
Истоки традиционного обучения. Первый исторический расцвет и распространение науки связаны с достижениями классической механики XVII-XVIII веков. В классической механике были выработаны определенные представления о материи, движении, пространстве, времени, причинности, развитии и т. д., согласно которым вся Вселенная (от атома до планет) виделась как замкнутая механическая система, состоящая из неизменных элементов, движущихся по законам этой науки. Законы считались универсальными и распространялись на все виды движения материи. Места случайности не было, а понятия необратимость и вероятность связывались с неполнотой знания. Любое явление имело причину и, одновременно, было причиной других явлений. Выстраивалась цепь событий (причина, действие), проходящая из прошлого, через настоящее, в будущее. Развитие и ретросказуемо, и предсказуемо. Просматривалась четкая предопределенность всех происходящих в мире процессов, что требовало поиска первопричины (бога) или «кирпичиков», открыв которые, можно с точностью построить и предсказать все происходящие процессы. В научном познании эти поиски оформились как определенные мировоззренческие и методологические принципы: рационализм, детерминизм, механицизм и редукционизм.
Отражением данного понимания мира в дидактике стало появление теории немецкого философа, психолога и педагога Иоганна Фридриха Гербарта (1776 - 1841). Это классический пример авторитарной педагогики, в которой обучаемый рассматривается в качестве объекта внешнего воздействия и тщательно разрабатывается вся система средств управления ребенком, жестко регламентируются все действия (учителя и ученика). Философское осмысление, обоснование авторитарной системы обучения есть и в работах таких классиков мысли, как И. Кант (дисциплина – это средство уничтожить в человеке дикости…), Г. Гегель. Так, Г. Гегель, например, утверждал и обосновывал необходимость подавления и отчуждения личности ради высших государственных целей и считал, что не только формальная школьная наука, отчуждающая личность от самой себя, но и военная муштра, способствует развитию духа, так как противостоит природной лени и вынуждает с точностью выполнять чужие распоряжения.
Итак, механистический взгляд на природу вещей требует наличия универсальных законов и истин, которые Человек определяет с помощью опыта, эксперимента, специальных методов, и знание в этом случае есть сумма истин, определяемых наукой и подлежащих, в определенной интерпретации (содержание образования) усвоению в образовании. Это исходное положение определяет и все принципы организации и структуризации образовательного процесса. Не останавливаясь подробно на характеристике традиционного обучения , выделим основные моменты, требуемые нам для дальнейшего обсуждения.
Накапливая (аддитивно) знания, развивая науку и технику, Человек обеспечивает господство над природой с целью удовлетворения своих потребностей (логика мышления техногенной цивилизации). А в дидактике? Ученик накапливает знания (основы наук), умения, навыки (ЗУН), тем самым, осваивая предмет и развивая рациональное, преимущественно логико-вербальное, мышление. И, что поистине удивительно, как бы параллельно образованию идет процесс воспитания. Во времени этот процесс (мы рассматриваем изучение отдельного предмета) выглядит так, как показано на рис. 1.
В традиционной дидактике основное внимание обращается на логическое построение изучаемого материала (принцип систематичности и последовательности), отражаемого и в структуре учебников, и в структуре занятий. Это приводит к достаточно жесткой регламентации деятельности учителя, выражаемой, например, в формальном вопросно-ответном методе обучения. Цели управляющих воздействий, ибо бесцельного управления не бывает, определяются из исходных установок и учитель, как правило, становится составной частью учебной машины, её передающим устройством. Схема взаимодействия участников образовательного процесса при традиционном обучении показана на рис. 2. Общая характеристика связей. Тип (А) описывает действия учителя и ту информацию, которую ученик «черпает» из учебника. Тип (Б) определяет то, что из полученной информации влияет на ученика как на личность, на развитие его интеллекта. Тип (В) – обратная связь от ученика к учителю при решении творческих, интеллектуальных задач. Тип (Г) – обратная связь от ученика к учителю при обычных проверочных мероприятиях опросно-ответного метода обучения. Тип (Д) определяет ту часть входных воздействий, которая проходит мимо ученика, никак не влияя на его развитие и не затрагивая его развития. Рассмотрение ученика, как объекта и как субъекта, основано на известной истине о том, что знание не пересаживаемо из головы в голову. Это следует, как отмечал М. К. Мамардашвили, «… в силу простого обстоятельства: никто не может вместо другого ничего понимать, понять должен сам, и более того, если уже не понял, то вообще не поймешь сообщаемое, понять можно лишь то, что уже понял. И этот акт понимания «самим» не выводим ни из какой цепи обусловливания этого понимания, он должен совершиться или не совершиться, т. е. знание не перекачиваемо в другую голову, как в некую пустоту перекачивалась бы жидкость. Я могу пройти максимально далеко, максимально сузить воронку, внутри которой должен вспыхнуть акт понимания, но акт понимания – он должен вспыхнуть, и он не выводим из всего того, как я суживал воронку» .
Пропуская влияние квантовой теории на мировоззренческие и методологические принципы, в частности, на трактовку (или интерпретацию) принципа дополнительности в дидактике, перейдем на краткую характеристику синергетического взгляда на мир, сформировавшегося во второй половине XX века. Он появился в результате изучения большинством фундаментальных научных дисциплин самоорганизующихся и саморазвивающихся систем, ибо, в действительности большинство существующих в природе и в обществе систем относятся к этому классу и являются открытыми. Между системами происходит постоянный обмен энергией, веществом, информацией и, вследствие этого, их характеризует изменчивость, стохастичность. Согласно терминологии И. Пригожина, все системы содержат подсистемы, которые постоянно флуктуируют. В некоторые моменты времени отдельная флуктуация, или их комбинация (действия ученика, учителя, компьютера – С. О.), может оказаться настолько сильной, что существующая прежде организация (уровень развития интеллекта – С. О.) не выдерживает и переходит в новое состояние, на новый, более высокий уровень упорядоченности (организации). Для каждого ученика этот переломный момент (точка бифуркации) индивидуален и её точное предсказание вряд ли возможно. Понятие нелинейности ассоциируется с определенным видом математических уравнений, содержащих искомые величины в степенях выше первой или коэффициенты, зависящие от свойств среды, с помощью которых описывается поведение системы. Отсюда суть – множеству решений нелинейных уравнений соответствует множество путей эволюции системы, описываемой этими уравнениями. «Открытые нелинейные системы – это системы способные к самоорганизации…. Нелинейные системы (или состояния систем) – это нестабильные, неустойчивые, хаотизированные системы (или состояния), готовые к качественным изменениям и структурным перестройкам» . Практически все существующие системы являются нелинейными и открытыми. Синергетический взгляд на мир (он не дает готовых рецептов для прямых действий и не является «инструментом для получения заданных результатов, а служит дверью, открытой в природную и человеческую реальность, от которой следует ждать ответа» ) характеризуется следующими идеями (принципами): о нелинейности, открытости и неравновесности систем; о конструктивной роли хаоса; о значении устойчивости и неустойчивости, необходимости и случайности; о невозможности полного и точного прогноза; о резонансном воздействии и др.
Позволит ли ввод компьютера в обучении организовать среду, действующую по нелинейным принципам? Вопрос остается пока открытым, но прежде определим целевую установку. Нам хотелось бы создать среду по целенаправленному развитию интеллекта (И), так чтобы каждый ученик «шел» по своей экспоненциальной траектории индивидуального развития – рис. 3 (в кружочках обозначены аттракторы среды обучения). Не останавливаясь на обзоре различных теорий интеллекта (это сделано в работе автора ), считаем (основываясь на исследовании М. А. Холодной , в котором интеллект рассматривается как некая цельная психическая структура), что интеллект есть форма организации ментального (умственного) опыта. Понятие опыта трактуется не как чувственно-эмпирические формы познания действительности и не сводится к полученным знаниям, умениям, навыкам. Ментальный опыт трактуется как сформированные психические образования (структуры) человека, обеспечивающие: хранение, упорядочение и преобразование наличной и поступающей информации; осознанную и неосознанную регуляцию деятельности человека (планирование, предвосхищение, оценку, «притормаживание», выбор стратегии); выбор направления поиска при решении творческих проблем. Главное то, что интеллект есть сложная, самоорганизующая и саморазвивающая система, действующая по синергетическим принципам и, создавая нелинейную среду обучения, мы тем самым достигаем желаемого, а именно, соответствия между двумя нелинейными средами.
Ввод компьютера в процесс обучения изменяет существующие связи (рис. 4) между участниками образовательного процесса, однако для создания нелинейной среды обучения этого недостаточно. Компьютер есть инструмент, и только. С его помощью следует изменить принципы, содержание, технологию (формы, методы, средства, контроль и оценку) обучения, а это уже дидактика . В этом случае, как традиционные связи А – Д, так и новые Е – З (рис. 4), имеют другой смысл, и другую нагрузку. И не только. Требуется отказаться от традиционного понимания управления учеником в ходе образовательного процесса, т. е. связи на рис. 4 есть не связи по управлению, а скорее по обмену информацией. Следует «говорить не об управляемом, а о направляемом развитии, полагая, что наши воздействия способны лишь обеспечить желаемые тенденции или избежать тех или иных подводных камней, которые способны увести в сторону поток развития событий» . Дополняя это положение, сошлемся на мысль великого педагога Г. Нейгауза о том, что «таланты воспитать нельзя, можно создать только среду для произрастания талантов».
Несколько слов о наполнении нелинейной среды обучения (обсуждение технологии – предмет отдельного разговора) – это программирование . Естественно, что содержание может быть и другим. Выбор программирование обусловлен следующими факторами.
Анализ развития технологий программирования показывает, что в рамках этого вида деятельности человека накоплен уникальный опыт решения сложнейших проблем (мы имеем, может быть, единственный школьный предмет, когда ребенок, не вставая из-за рабочего стола, имеет дело со сверхсложными системами), при этом процесс разработки любой программы носит нелинейный характер.
Совершенствование технологий программирования соответствует диалектике развития любого сложнейшего процесса; к технологиям программирования применимо представление как о сложной открытой нелинейной самоорганизующейся системе, при этом самоорганизация (развитие системы) происходит в направлении уменьшения хаоса в процессе разработки программ.
Технологии программирования в процессе своего развития следовали критерию Р. Декарта – с наименьшими затратами, согласно данной конкретной технологии получить качественный программный продукт. Каждый виток характеризуется: совершенствованием метода анализа решаемых задач; уровнем абстрагирования, как в создании программного продукта, так и в доказательстве его работоспособности; изменением методов анализа и синтеза программ.
Итак, логика выбора наполнения заключается в том, что среда не может быть нелинейной, если процесс деятельности с её содержимым подчиняется линейным законам, если традиции работы с этим наполнением носят линейный характер. Деятельность в программировании (процесс разработки программы) изначально носила нелинейный характер. Возможно ли другое наполнение? Вероятно, да, но это требует пересмотра большинства дидактических установок в преподавании предмета и, в любом случае, без компьютера, точнее, без создания сложных компьютерных сред, это вряд ли возможно.
Далее, говоря о содержании, следует упомянуть о том, что человек, согласно исследованиям когнитивных психологов, помнит только «суть», оперирует только с сущностной основой явлений, объектов, а не деталями. Поэтому строить образовательный процесс следует в окрестностях фундаментальных понятий (они на рис. 3 обозначены кружочками с цифрами – первое, второе и т. д.), при этом понятия не даются как прописные истины последней инстанции (мы только «сужаем воронку»), их осознание достигается самостоятельной деятельностью в среде. Перечень понятий должен быть ограничен и определятся исходя из логики развития изучаемого предмета. Именно они являются аттракторами (точнее, прохождение по ним), сформированность которых позволяет самоорганизовываться системе. Оформление их в устоявшиеся структуры не достигается одноразовым прохождением по темам. Процесс является последовательным восхождением по сходящейся спирали . Витки отличаются уровнем сложности задач, задачным (проблемным) наполнением. Например, рассмотрим понятие - «отношение порядка». Первый виток – отношение порядка на множестве целых чисел. Второй виток – упорядоченность элементов массива (алгоритмы сортировки). Третий виток – упорядоченность состояний в пространстве решений переборной задачи и т. д.
Возвращаясь к рис. 4 дадим общую характеристику взаимодействия участников образовательного процесса. 4. Воспользуемся образом слоя , в каждой точке соприкосновения которого происходит обмен информацией. В нашей среде три слоя: ученик - учитель, ученик – компьютер и учитель – компьютер. Слой «ученик - компьютер» (связи Е, Ж). Отметим её многогранность. Экран один, клавиатура одна, а точек соприкосновения, обмена информации много, особенно в режиме тестирования программы, когда оказывается, что, казалось бы, работающая программа решает задачу не при всех исходных данных. Простая рекурсивная процедура решения задачи о ханойских башнях , помещающаяся на экране, или вывод результатов её работы вызывает огромные «пласты» рассуждений, ассоциаций и т.д. Слой «учитель – ученик» (связи А, В, Г) не ограничивается единичным взаимодействием. Изложение нового материала не главная составляющая занятия. Учитель выступает и как эксперт, и как помощник, и как воспитатель (ученик не справляется с проблемой, ему требуется помощь, его нужно просто или поддержать, или «побить»). Его роль в этой среде многогранна, если коротко формулировать суть, то он работает по «принципу кормчего» , по принципу обеспечения направленного развития. Слой «учитель – компьютер» (связь З). Учитель «вкладывает» в компьютер через задачи различное содержание, различные реакции компьютера на воздействия учеников. Учитель, за счет особой организации связей А, В, Г, З, определяет и поддерживает ситуации «разрастания малого», он как бы запускает ученика «в разнос», поддерживая эффект «напряженной потребности» (создает объемную положительную обратную связь). Ученика не удовлетворяет достигнутое, устойчивости нет, он постоянно входит в режим очередного обострения при решении очередной задачи. Достигается индивидуальное резонансное воздействие на каждого ученика, выбирается тот камень, который вызывает лавину. «По всей видимости, режимы с обострениями играют не последнюю роль в функционировании мозга, в разрушении и образовании структур на различных его участках …. А, следовательно, здесь, на наш взгляд, необходимо искать объяснение механизмов ускорения в процессе повышения эффективности обучения» .
Требование определенного соответствия двух нелинейных сред – интеллекта и среды обучения, необходимое условие развития первого. Нелинейность среды обучения обеспечивается как содержанием, так и технологией обучения, и компьютер (система программирования) выступает как инструмент создания этой среды.
А вы пробовали фотографиировать на крыше ночной город или вид на городское озеро? Вы знаете... это потрясающи!
Shop Africa phone cards
