Конструирование спецификации учебных элементов и графа учебной информации

Назначением предметно-знаковых систем обучения является опредмечивание в разных формах информации об объекте учеб­ного познания. В данном пункте рассматриваются инвариантные процедуры методической деятельности педагога профессиональ­ного обучения по конструированию предметно-знаковых средств обучения. Одной из основных процедур разработки является пред­ставление учебных элементов (понятий) учебного материала.

Для заполнения спецификации необходимо подготовить таб­лицу, в которую заносятся технические элементы (понятия), входящие в состав учебного материала урока. Каждому учебно­му элементу присваивается порядковый номер. Далее понятия отмечаются значком плюс (+) по различным основаниям. Пер­вый номер присваивается понятию, являющемуся ведущим в данной теме урока. Обычно это понятие совпадает с наимено­ванием темы.

Далее мы обращаем внимание на те операции, которые необ­ходимо произвести с учебной информацией, чтобы подготовить ее к усвоению учащимися на уроке. К таким операциям относится классификация учебных элементов по времени их изучения, т.е. выделение опорных и новых понятий. Например, по теме «Уст­ройство и принцип действия трансформатора» предмета «Элект­ротехника» опорными являются понятия, обобщенные законом электромагнитной индукции. Показ их в соответствующих колон­ках означает, что на этапе актуализации опорных знаний эти поня­тия должны быть активизированы в памяти учащихся с помощью определенных приемов: тестового контроля, демонстрационного опыта и т.д. С точки зрения методики обучения это означает, что к данным понятиям преподаватель должен сконструировать воп­росы или изготовить карточки программированного опроса, про­вести подбор соответствующих задач или продумать, спланиро-

вать методику проведения демонстрационного опыта силами уча­щихся.

Отражение уровней усвоения понятий определяет методику работы на этапе применения знаний и умений. Для этого необхо­димо сконструировать тесты соответствующего уровня к рассмот­ренным понятиям, провести подбор соответствующих задач и т.д.

Пример спецификации учебных элементов показан в табл. 2.

Другой формой представления содержания и структуры учеб­ной информации является граф. Для построения графа можно вос­пользоваться методикой, изложенной в пособии М. И. Ерецкого [8]. Используя граф в качестве предметно-знаковых средств познава­тельной деятельности учащихся, важно особое внимание обра­тить на группировки понятий на соответствующих горизонталях или порядках. В методике разработки графа отмечается, что на горизонталях или порядках располагается элемент, образующий содержательную общность (рис. 16). Например, на одном порядке группируются элементы — понятия, отражающие конструкцию устройства, на другом — принцип действия, на третьем — класси­фикацию и т.д. Это, в свою очередь, определяет общую логику познавательной деятельности учащихся. Для создания ориентиро­вочной основы деятельности у учащихся необходимо сформиро-

Таблица 2

Спецификация учебных элементов темы «Устройство и принцип действия трансформатора» (фрагмент)

Рис. 16. Граф темы «Устройство и принцип действия трансформатора»

вать понятия, описывающие конструкцию технического устрой­ства, и с учетом этого вести формирование понятий, объясняю­щих принцип действия устройства, затем основные параметры и режимы работы и т.д.

С методической точки зрения иерархия изучаемых понятий, представленная в виде графа, помогает обосновать упрощенную формулу организации учебной деятельности (УД) и управления ею. Формула учебной деятельности в виде УД = ООД + ИД + КД (где ООД — ориентировочная основа деятельности; ИД — испол­нительская деятельность; КД — контролирующая деятельность) широко используется В.П.Беспалько [1] и М.И.Ерецким [8] в

методических целях.

Первые горизонтали графа создают ориентировочную основу деятельности, следующие представляют содержание исполнитель­ских действий учащихся (усвоить принцип работы устройства; понять формулы, описывающие расчеты параметров; определить действия по вычислению системы параметров). И наконец, по­следние горизонтали определяют содержание контролирующих действий. Это своеобразное «выводное знание», представляющее режимы работы устройства, дополнительные параметры.

Методика разработки метаплана

Граф не опредмечивает содержательные признаки понятия и
причинно-следственные связи между ними. Устранить эти недо­
статки поможет метаплан-техника.

Заметим, что метаплан при представлении учебного материала по техническим дисциплинам целесообразно применять в следу-

ющих условиях:

- если в техническом тексте явно выражен или доминирует лингвистический признак внутри текстовой композоции;

- если степень абстракции технического знания в конкретном электротехническом тексте адекватна степени абстракции общеобразовательного знания (что характерно для большинства учебников для общеобразовательных учреждений профессионального образования).

Поясним данные положения. Если в техническом тексте пре­обладает экстралингвистический признак, т.е. в нем содержится много формул, уравнений, рисунков, диаграмм (векторных вре-менных, потенциальных, круговых и др.), схем, приводятся ре­зультаты исследовании или расчеты схем и др., то исключается необходимость в использовании «инструмента метоплана» по дополнительному структурированию или редуцированию текста. Перечисленные формы технического знания в достаточной мере уже обладают наглядностью (условной, образной), и деятельность по их усвоению операционализирована.

Касаясь второго случая, можно отметить, что степень абстпак-ции технического знания - прогностическая, т.е. функциониро­вание технических объектов и прогнозирование их поведения опи­сываются или представлены математическими моделями. Матема-

тическая модель технического объекта рассматривается, в свою очередь, как абстрактная математическая структура в которой реальные и конкретные связи заменены абстрактными матема-ческими отношениями через формулы, уравнения, функции.

Таким образом, если учебный текст имеет высокую степень абстракции (а это, например, характерно для вузовских учебни­ков, научно-технической литературы и журналов), то примене-ние метаплан-техники будет затруднительным и в целом нецелесообразным.

Рассмотрим принцип построения метаплана учебного материала по теме «Электрические фильтры». Главный дидактический объект усвоения – электрические фильтры – установлен в ходе смыслового анализа. Структура данного параграфа такова, что сначала через определение вводится новое базисное (родовое) понятие «электрические фильтры». В параграфе указывается основа принципа действия электрического фильтра. Далее рассматриваются конкретные типы электрических фильтров, затем техни-

ческие характеристики, диапазон угловых частот, схема фильтра, область применения и т.д.

С помощью элементов метаплана скомпонованы четыре столб­ца: «Типы электрических фильтров», «Диапазон угловых частот», «Схема», «Применение» (рис. 17).

Рис. 17. Пример метаплана технического текста

Для обозначения новых понятий типов электрических фильт­ров с рассматриваемыми характеристиками использованы прямо­угольники. Ключевая информация, раскрывающая, поясняющая и конкретизирующая содержание характеристик, зафиксирована в овалах. Организованная таким образом схема из элементов мета­плана позволяет заметить информационные «дырки» в содержа­нии рассматриваемого учебного материала и предвосхитить воз­можные их последствия. В частности, заградительный электриче­ский фильтр не проиллюстрирован электрической схемой; для высокочастотного фильтра не указана конкретная область прак­тического применения. По этой причине в реальной учебной си­туации учащиеся могут задать вопросы, на которые преподава­тель должен быть готов ответить.

Преподаватель после конструирования метаплан-техники учеб­ного текста обращает внимание студентов на новые методические возможности: 1) выявление структуры и логики учебного мате­риала; 2) систематизацию и табулирование учебного материала; 3) выявление слабых мест в изложении и наличия информацион­ных «дырок» в содержании учебного материала; 4) функциониро­вание метаплана в качестве опорного конспекта (преподавателя, студента, учащегося), в качестве эскиза доски.