Функциональная структура кадра проблемной обучающей программы

Основным элементом кадра, вызывающим необходимость процесса мышления ученика, является постановка задания, вызывающего проблемную ситуацию и определяющего направление процесса усвоения. Проблемная ситуация, создаваемая у ученика кадрами обучающей программы в процессе усвоения учебного материала, не совпадает с обычными учебными задачами, использующимися как форма закрепления усвоенных знаний. В процессе выполнения таких проблемных заданий ученик должен усвоить некоторые элементы новых знаний на основе тех знаний, которые он уже усвоил.

Главная трудность программирования учебного материала заключается не в том, чтобы расчленить его на элементарные порции — кадры, а в том, чтобы построить систему предваряющих проблемных заданий, определяющих необходимость в предлагаемых ученику знаниях или тех действиях, которые он должен усвоить. Особенность создания обучающих программ заключается в том, что нужно прежде всего представить себе условия, обеспечивающие в каждом шаге процесса усвоения познавательную деятельность ученика, т. е. «запрограммировать» познавательную деятельность уче-

ника, его процесс усвоения. Реализация этого условия может быть осуществлена следующим образом:

1. В случаях единой структуры кадров необходимо, чтобы в структуре кадра проблемная ситуация предшествовала тем знаниям или действиям, которые должен усвоить ученик в данном кадре. Информация, предлагаемая в следующем элементе кадра, должна служить решению поставленной перед учеником проблемы. Только в этом случае предлагаемая затем ученику информация будет служить либо процессу формирования нового действия, либо процессу усвоения новых знаний, пониманию нового явления или его причин.

2. Решение предыдущей проблемы должно составлять условие перехода к следующей проблеме, предлагаемой в последующем кадре. Процесс усвоения нового материала основывается на тех знаниях и действиях, которыми владеет ученик. Создаваемая проблемная ситуация должна соответствовать возможностям ученика, ибо в процессе усвоения нового ученик должен самостоятельно решить поставленную перед ним проблему.

Переход от одного кадра к другому возможен лишь на основе оценки реальных возможностей ученика, необходимых для усвоения нового материала. В этой связи каждый последующий кадр является как бы тестом по отношению к уже усвоенным знаниям и действиям, по отношению к достигнутому на предыдущих этапах уровню развития.

3. Переход от одного кадра к другому должен соответствовать требованию развития мышления ученика. Как отмечал еще И. М. Сеченов, процесс развития мышления осуществляется через последовательно достигаемую систему обобщений и символизацию, составляющие важнейшие показатели развития мышления человека.

Возможность предшествования проблемной ситуации в кадре основывается на выявлении и оценке усвоенных учеником знаний. В тех случаях, когда ученик может самостоятельно выполнить поставленное задание, он может переходить к следующему кадру без специального обращения к дополнительным сведениям, содержащимся в системах разветвлений. В других случаях при выполнении проблемного задания ученик может встретиться с трудностя-

ми, которые он не может преодолеть самостоятельно. Во всех подобных случаях ученик направляется в систему разветвлений, содержащих информацию, необходимую данному ученику для решения основной проблемы.

Предлагаемая система разветвлений отличается от системы разветвлений, предложенной Краудером и основанной на ошибках, допускаемых учеником в процессе применения знаний. Главная линия усвоения в предлагаемой системе программирования представляет собой систему проблемных познавательных заданий, вызывающих такие проблемные ситуации, решая которые ученик может овладеть необходимыми ему знаниями и действиями. Система разветвлений содержит всю информацию, служащую для решения предлагаемых проблемных познавательных заданий, и всю ту систему «подсказок», которые нужны ученику в процессе усвоения им учебного материала. Система разветвлений может содержать также расчленение более или менее сложных задач основной линии программы на элементарные задачи, доступные учащимся с недостаточной подготовкой. В ряде случаев разветвления должны специально служить для тренировки тех учеников, которые не смогли в процессе решения основных задач достигнуть достаточного уровня усвоения требуемых программой навыков или достаточного уровня понимания соответствующих закономерностей.

Проблема обратной связи в проблемной обучающей программе. В большинстве существующих систем программированного обучения формы обратной связи сводятся главным образом к «знанию результата» выполнения поставленного задания. Эта форма обратной связи вполне адекватна во всех случаях регуляции сложившегося действия, когда оно завершается некоторым точно определенным результатом. В процессе обучения таким результатом должен быть либо формируемый у человека навык, либо некоторое знание, усваиваемое человеком. Ни то, ни другое не дано учащемуся изначально как известное, оно должно быть раскрыто им в процессе решения поставленной перед ним учебной проблемы. Достижение конечного результата опосредовано здесь сложной цепью процессов, составляющих усвоение. Поэтому форма обратной связи, учитывающая лишь конечный результат сложившегося действия, не позволяет ученику в слу-

чае неправильного решения (усвоения) найти то звено, которое было выполнено неправильно.

Каждый этап решения проблемного задания выполняет специфические функции в процессе мышления, и его результаты не могут быть выражены лишь в форме конечного результата выполнения действия.

Так, на первом этапе форма обратной связи не может сводиться к сообщению некоторого конечного результата. «Результатом» решения на этом этапе является лишь иная формулировка первоначально заданных условий задачи, их «переформулирование». Соответственно более адекватной формой обратной связи на этом этапе может быть лишь сообщение принципа «переформулирования» задачи, либо самого переформулированного условия задачи, либо сведений, необходимых для соответствующего преобразования первоначальных условий задания.

Подобным же образом на каждом из последующих этапов происходит последовательное преобразование начальных условий, последовательное выявление закономерности, лежащей в основе усваиваемого способа выполнения действия. В соответствии с этим наиболее адекватной формой обратной связи является сообщение ученику на каждом этапе принципов преобразования условий первоначальных данных задачи, соответствующее реальному ходу процесса мышления, шаг за шагом раскрывающего новую закономерность, новый способ действия. Рассматриваемая поэтапность решения проблемной задачи не совпадает с логической последовательностью решения задачи. Логическую последовательность решения (алгоритм) должен найти, открыть сам ученик. Управление этим процессом и составляет основное содержание «программирования» процесса усвоения учебного материала (см. исследования Л. Н. Ланды, Г. Г. Граник, Е. И. Машбица, С. И. Шапиро и др.).

Предлагаемый способ регулирования познавательной деятельности, осуществляемой в процессе решения проблемы, не единственный и, тем более, не универсальный способ. Он соответствует лишь одному из обязательных этапов познавательной деятельности — этапу усвоения новых знаний в процессе самостоятельного решения проблемы.

Такая форма организации процесса усвоения не всегда возможна, да и не всегда необходима. В большинстве случаев процесс решения учебных проблемных заданий, используемый как форма усвоения нового учебного материала, предполагает не только «открытие», но и использование для решения готовых форм знаний. В этом случае сообщение знаний должно оправдываться их реальной необходимостью для процесса решения задачи. Система таких «подсказок», являясь формой обратной связи, будет одновременно составлять основное содержание усваиваемых знаний. Использование этих знаний по ходу решения задачи и будет составлять естественную форму обратной связи, служащую для преодоления рассогласования в регуляции усваиваемого действия.

Предметное содержание тех обратных связей, которые необходимы для правильного выполнения действия на каждом из этапов его усвоения, определяется прежде всего теми признаками, которые нужны для его регуляции. Возможно значительное разнообразие конкретных заданий, требующих выполнения того или иного действия. Даже при наличии обратной связи они могут не вести к формированию нужного действия, если их содержание и последовательность не будут определяться закономерностями формирования действия и не будут включать системы сведений, необходимых для формирования прямой связи, составляющей содержание принципа действия.

Сопоставление и анализ существенно различных и лишь частично сопоставляемых процессов регуляции сложившегося и усваиваемого действий показывают неправомерность распространения одной формы обратной связи (знание результата) на такую познавательную деятельность человека, содержанием которой является раскрытие неизвестного, достижение такого результата, который не может быть заранее задан.

Использование обратной связи, носящей форму знания результата, возможно в программированном обучении лишь на достаточно высоких этапах формирования действия, когда усвоен принцип усваиваемого действия и когда основное содержание процесса обучения сводится к процессу тренировки. На всех предыдущих этапах процесса усвоения эта форма обратной связи не позволяет адекватно регулировать процесс усвоения и требует использо-

вания других форм, соответствующих закономерностям процесса мышления.

Мы рассмотрели некоторые важные условия процесса усвоения, которые были использованы при построении проблемного программированного пособия.

Пример проблемного построения; обучающей программы

,., Функциональная структура кадра _ке

к Начальный и основной элемент кадра обучающей программы:-..■— проблемное задание, которое ставится перед учеником. Оно может составлять вопрос, задачу, задание, требующее выполнения конкретных действий, и т> д. Предлагаемое задание может быть как простым, так и сложным, требующим решения системы задач и выполнения последовательной системы действий. Процесс решения проблемного задания может осуществляться ^различной форме: письменно, устно или с помощью специального кода. Однако при этом требуется найти «конструктивный» ответ. > нжт&ш ыт

По ходу решения ученик отсылается к той информации, которую он должен усвоить и которая необходима для выполнения учебного задания. Предлагаемые сведения предъявляются в кадрахразветвлений, которые в этом случае содержат все основные сведения, усваиваемые учеником. В зависимости от хода решения задачи различными учениками им предлагается в соответствующих кадрах та информация, которая необходима для решения задачи данным учеником.

Контроль за процессом усвоения осуществляется в соответствующих элементах кадра программы..

В тех случаях, когда общая проблема, предъявляемая в основном кадре, достаточно сложна, последующие кадры или кадры разветвлений могут представлять собой систему заданий, воспроизводящих отдельные проблемы, включенные в общую проблему. Однако и в этом случае общая структура учебной деятельности остается прежней. Она может быть представлена следующей схемой, соответствующей основным функциональным элементам кадра основной линии обучающей программы (табл. 11)».

Таблица 11 Схема структуры кадра учебной программы

Элемент кадра	Назначение элемента
	Предъявление проблемного задания или условий, вызывающих проблемную ситуацию
	Сообщение сведений, необходимых для выполнения проблемного задания (усваиваемых знаний). Могут предъявляться и в кадрах разветвлений, содержащих дополнительную информацию
	Проверка решения (проверка усвоения) включает основные типы обратных связей и описание основных путей решения, приводящих к правильному ответу. Может осуществляться в специальных кадрах
	Переход к следующему кадру основной линии программы или к кадру разветвлений в зависимости от особенностей усвоения

Во многих случаях соответствующая общая проблема может охватывать материал целой темы или раздела, излагающего тот или иной принцип или закономерность. Вся последующая система кадров должна служить в этом случае решению проблемы, усвоению соответствующего принципа или закономерности.

Усвоение некоторого принципа или закономерности не означает, однако, того, что этот принцип полностью осознан учащимся, что теперь он может применить данный принцип в любых условиях. С этой целью в последующей проблеме предлагается задание, требующее найти или применить тот же самый принцип в новых условиях. В зависимости от успешности решения учеником второй проблемы дополнительная информация и дополнительный контроль за процессом усвоения могут осуществляться более свернуто, лишь в форме ссылок на ранее использованную информацию. В развернутой форме могут быть использованы все ссылки на те сведения, которые предлагались в предыдущей системе кадров. По мере обобщения и закрепления усвоенного принципа исключается как система подсказок, так и система контроля, необходимая на предыдущем уровне усвоения. Переход к следующему заданию разрешается лишь в том случае, когда ученик может выполнить новое зада-

ние без подсказок и без развернутой системы контроля. Соответственно система тестовых заданий должна служить для оценки не только правильности или неправильности выполнения задания, но и способа его выполнения, свидетельствующего об уровне усвоения учебного материала.

В экспериментальном программированном пособии, построенном в соответствии с принципом проблемнос-ти, мы отказались от обязательного единого принципа построения каждого кадра программированного пособия.

В качестве основных типов кадров программированного пособия были выделены пять типов кадров:

а) кадр, служащий для создания проблемной ситуации;

б) кадр, содержащий информацию, необходимую для решения поставленной проблемы;

в) кадр, необходимый для контроля (самоконтроля) за правильностью выполненного проблемного задания или проверки решения задачи;

г) кадры разветвлений, служащие для учащихся, не выполнивших проблемного задания в кадре основной линии программы;

д) кадры, служащие для тренировки.

Общая схема деятельности учащегося, усваивающего учебный материал по такой обучающей программе, может быть представлена следующим образом (рис. 15), где кружками обозначены проблемные кадры основной линии программы (1, 3, 5); треугольниками — кадры, содержащие сведения, необходимые для решения проблемы; квадратами — кадры контроля; в двойном кружке — кадры разветвлений (2, 4). В зависимости от успешности усвоения учащиеся могут направляться как к следующему кадру основной линии программы, так и к кадрам разветвлений.

Построение кадров обучающей программы по единому принципу (как в системах Скиннера или Краудера) целесообразно не для всякого учебного предмета. Возможно, оно имеет смысл для таких учебных предметов, которые содержат значительное число информационных сведений (история, литература и др.), не определяющих непосре-

дственно тех или иных действий, В условиях общей методики обучения этот тип проблемного построения обучающей программы будет соответствовать проблемному изложению.

ла, s,.:,-t ■; v "рас. 15. Схема кадров учебной программы ^; ' ^; *лач»'

В случаях же, требующих формирования некоторых действий, необходимым элементом становится не только формулирование проблемы, но и осуществление процесса ее решения учащимся. При формировании действия усваиваемые знания должны выполнять функцию принципов действия. А как принципы действия они могут быть раскрыты только в процессе решения соответствующих проблем. Причем в этом случае первая проблемная ситуация, предлагаемая учащемуся, должна включать в себя основное отношение, составляющее такую закономерность, которая в дальнейшем должна выполнять функцию принципа действия. Нельзя строить проблемные ситуации, в которых искомое отношение составляло бы «полпринципа» или часть его.

Основной способ управления усвоением в учебном кадре, вызывающем проблему, заключается в том, что усваиваемое знание занимает здесь место неизвестного. В общей схеме процесса усвоения, осуществляемого как процесс решения проблем, усваиваемые знания занимают как бы место тех самых «подсказок», которые использовали психологи в своих экспериментах при исследова-

нии закономерностей творческого мышления. Кадры, несущие информацию, необходимую для решения поставленной проблемы, составляют фактически различные системы «подсказок», используемых в программированном пособии для управления процессом усвоения. В зависимости от специфики учебной проблемы и путей ее решения системы информационных кадров могут содержать различные типы сведений, в том числе и сведения о способе решения проблемы, а также те или иные указания, составляющие по существу систему эвристических указаний (правил). Однако сами по себе эвристические правила при данном типе управления процессом усвоения не могут выступать в качестве основного средства управления усвоением.

Последовательность проблемных ситуаций. Создание проблемных ситуаций, безусловно, важно при построении обучающей программы и приводит к некоторой активизации мышления учащихся. Однако использование проблемных ситуаций приобретает принципиальное значение тогда, когда в процессе обучения используются системы проблемных ситуаций, предлагаемые учащимся в определенной последовательности. Последовательность проблемных ситуаций составляет не менее важное принципиальное положение проблемного построения обучающей программы, чем обеспечение условие, вызывающих проблемную ситуацию. Принципиальное значение последовательности проблемных ситуаций определяется тем, что именно система последовательных проблемных ситуаций способна обеспечить развитие в процессе обучения.

В определении общей последовательности проблемных ситуаций важна не только некоторая система проблемных ситуаций, которые предлагаются для усвоения новых знаний, но и та начальная ситуация, которая фиксирует главное отношение, составляющее неизвестное и определяющее процесс усвоения¹.

Так, в процессе изучения тригонометрических функ- ций усвоение может бы ть начато с любой тригонометри-

¹ Принципиальное значение этого положения показано в теоретических исследованиях В. В. Давыдова, посвященных анализу места обобщения в процессе усвоения. Оно реализовано в конкретных программах обучения как важнейший принцип отбора содержания усваиваемых знаний.

ческой функции, требующей ее использования для выполнения какого-либо действия (например, вычисления величины той или иной стороны в прямоугольном треугольнике). Однако наиболее целесообразно использовать в качестве начальной такую ситуацию, в которой для вычисления величины (длины) противолежащего катета требуется использовать отношение между известной величиной гипотенузы и неизвестным катетом. Это отношение, известное при заданной величине острого угла, позволяет определить длину катета и составляет первую тригонометрическую функцию, открываемую и используемую учащимся.

Проблема синуса выступает здесь как главная проблема, решение которой открывает ученику смысл тригонометрических функций, новый способ измерения величины угла. Так, начальная проблема должна позволить ученику понять общий смысл усваиваемого отношения. Проиллюстрируем возможности и конкретные способы реализации изложенных выше принципов материалами обучающей программы по теме: «Тригонометрические функции острого угла».

Пример экспериментальной

обучающей программы «Тригонометрические

функции острого угла»