6. Проблемно-модульный подход к организации и контролю учебной работы студентов

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 

        Изучение учебного материала в виде серии проблем, которые разрешаются при непосредственном участии обучаемых, безусловно, стимулирует их познавательную активность и интерес к изучаемому предмету. В условиях расширения самостоятельной работы студентов может быть реализована возможность ее организации на основе проблемного подхода. С этой целью автором была разработана и апробирована система модульных индивидуальных заданий по основным разделам курса, которые предлагаются для самостоятельной работы студентам инженерно-технических специальностей [17, 20].

        Структура индивидуального задания находится в зависимости от уровня подготовки студентов. На начальном этапе обучения модуль содержит внутренне связанное проблемное задание, охватывающее большую часть тем изучаемого раздела. Так, в рамках одного модуля индивидуальных заданий по механике требуется проявить знание всех основных понятий кинематики и динамики как поступательного, так и вращательного движения, законов сохранения и превращения энергии, преобразования скоростей и ускорений при переходе в неинерциальную систему центра масс, а также некоторых вопросов механических колебаний.

 

        Индивидуализация заданий обеспечивается вариантным выбором движущихся тел с разными значениями моментов инерции относительно центра масс. В модулях заданий по молекулярной физике и термодинамике предлагается для индивидуально выбранного газа при определенных внешних условиях сделать расчет всех его молекулярно-кинетических характеристик и макроскопических термодинамических параметров, предусмотренных программой обучения; расчет завершается анализом циклического газового процесса, включающего изученные изопроцессы.

 

        На последующем этапе обучения содержание проблемного задания в модуле качественно меняется. Целью индивидуального задания становится установление непосредственной связи между теоретическим курсом и дополняющими его практическими занятиями, для чего всем студентам предлагается самостоятельный вывод тех формул, пользуясь которыми они решают конкретные физические задачи. В разделе электростатики в модуль индивидуального задания входит определение электрических полей, создаваемых различными симметричными распределениями плотности зарядов, вычисление работы по перемещению заряда в этих полях, расчеты потенциала и энергии таких полей. Другая часть задания включает примеры применения принципа суперпозиции для расчетов электрических полей, создаваемых системой зарядов. Индивидуализация достигается подбором разных распределений плотности заряда с выводом полной формулы, либо рассмотрением частных ее проявлений. Целиком же общая картина итожилась на индивидуальных занятиях, проводимых под руководством преподавателя.

        Подобным образом в последующих модулях ставятся проблемные задания на рассмотрение электрического тока с точки зрения электронной теории, дополняемых расчетами магнитных полей, создаваемых равными распределениями и геометрией таких токов, а также определением сил, действующих на токи или движущиеся заряды в этих полях. При изучении оптики в модуле индивидуального задания предлагается задача полуколичественного анализа дифракции на решетке с заданным числом штрихов, основанная на рассмотрении интерференции волн, рассеянных соседними или чередующимися штрихами. Подобный подход использован для углубленного изучения и других разделов курса физики [20].

 

        Связанные между собой модульные индивидуальные задания становятся своеобразным учебным исследованием, которое выполняется студентом на протяжении курса обучения и охватывает основные разделы изучаемого материала, придавая последним запоминающееся практическое воплощение. Форма проблемного задания с успехом применялась на завершающем курс экзамене, в целом она заметно активизировала познавательную деятельность студентов, повысила качество усвоения, в большей степени позволяя почувствовать глубину научного метода, чем простое изучение учебника. Каждый студент получил возможность самостоятельного исследования, ощутил потребность и содержательный мотив для углубления и приложения своих знаний, что не замедлило сказаться на итоговой успеваемости при более активной форме полученных знаний.

 

        Регулярный контроль усвоения проводился путем устного собеседования по теме модуля во время индивидуальных занятий, а также проверки письменных индивидуальных заданий. Результат дополнялся оценками выполнения контрольных или лабораторных работ и позволял оценить полностью текущую работу и успеваемость студента. Разработанная схема легко может быть преобразована в модульно-рейтинговую для обеспечения систематичности в работе и единства в контрольных оценках.

Отдаленные результаты ее применения удалось проверить на проведенном на 3 курсе экзамене по контролю остаточных знаний. Он продемонстрировал хорошую сохраняемость приобретенных навыков, которая резко контрастировала с информационной прочностью в контрольных группах [16].

 

        Адекватной формой рубежного контроля стал проблемный экзамен, для которого был разработан банк проблемных заданий, не совпадающий с индивидуальными, но требующих трансформации приобретенных навыков и умений на новые объекты.

 

        Кроме функции контроля на завершающий раздел курса экзамен всегда возлагались также обучающие и воспитательные задачи. Его роль несколько снижается в условиях сокращения числа экзаменов и развитии форм текущего и кумулятивного контроля успеваемости студентов. Проблемный экзамен, однако, часто привлекал внимание педагогов как форма контроля тех уровней обученности, в которых проявляется способность решать определенные классы задач на основе усвоенного материала, а также переносить приобретенные умения в иные области. Современная теория обучения рассматривает такие уровни как высшие по сравнению с наглядно-образным накоплением знаний и выполнением стандартных операций, и, следовательно, требующими особого типа контроля, каким, в частности, и мог бы быть проблемный экзамен. Тем не менее, проблемный тип экзамена на младших курсах по общеобразовательным дисциплинам не получил широкого распространения в основном из-за недостаточных возможностей проблемных ситуаций в силу ограниченности учебного материала и подготовки студентов.

        Опыт проведения индивидуальных занятий дал возможность, во-первых, привить студентам навыки самостоятельного решения проблемных заданий, а во-вторых, на основе последних разработать банк проблемных заданий, выполнение которых возможно при полном и активном усвоении полученных знаний. Форма проблемного экзамена предлагалась студентам на условиях их добровольного выбора и гарантировала также возможность в случае неудачи сдавать экзамен по обычным билетам. В экзаменационной аудитории выделялась зона, в пределах которой было разрешено пользоваться любыми источниками и пособиями. Из общего числа студентов изъявили желание сдавать проблемный экзамен около 30%, почти треть которых через некоторое время от заданий отказались и сдавали экзамен обычным способом, а из оставшихся большинство (55% всех сдававших проблемный экзамен) получили хорошие и отличные оценки. В процессе освоения форм текущего контроля успеваемости студентов появилась возможность их дополнения внесессионным проблемным экзаменом. Поскольку оценки по разным видам работы несколько отличались, то для установления окончательного результата предлагалось сдать экзамен при выборе его вида. Выбор в пользу проблемного экзамена сделали около 25% всех студентов, причем 80% сдававших получили "хорошо" и "отлично", а по предложению деканата удовлетворительная оценка до сессии не выставлялась.

 

        Опыт проблемного экзамена предполагалось использовать и при модульно-рейтинговой системе оценок в качестве самостоятельного творческого элемента, который, как можно предположить, окажется по силам значительной части студентов (от четверти до трети), которые систематической работой в течение семестра добьются права досрочной сдачи экзамена. Разработанная форма проблемного экзамена практически исключает заимствование результатов, так как в прямом виде они отсутствуют в доступной литературе и оказываются в достаточной степени индивидуализированными. Экзамен проводится в письменном виде, что обеспечивает его более высокую объективность, а возможность творческого самопроявления оказывается весьма привлекательной для многих студентов.

 

        Последовательная апробация в течение ряда лет шести форм контроля: текущего модульно-рейтингового по всем видам занятий, устного и письменного по экзаменационным билетам, проблемного по обобщающим заданиям, устного тестового по картам контроля и письменного тестового с обоснованием выбора ответа - показала, что ни одна из них не пригодна для эффективного охвата всего контингента студентов, не учитывает полностью личностных особенностей всех обучаемых. Обществу же бывают нужны и систематически работающие, и пассивно или активно владеющие материалом, и способные разобраться в нестандартной ситуации, и просто эрудиты, особенно способные еще и все объяснить.

        Оказалось вполне приемлемым плановый рубежный или итоговый экзамен проводить в альтернативной форме по выбору студента, полагаясь для начала на его самооценку своих способностей и иных факторов, а в дальнейшем возможность выбора передавать преподавателю для учета и того и другого. Опыт альтернативного экзамена автором анализировался в работе [20]. Возможность выбора не только траектории обучения, но и формы контроля его результатов, является важным условием гуманизации образования, поскольку в силу индивидуальных особенностей не все в состоянии проявить себя одинаково полно в навязанных извне жестких условиях.

 

        Модульное обучение возникло в 60-е годы и стало важным этапом в развитии методов обучения [9]. Оно представляет собой интеграцию разных форм и видов обучения, подчиненную общей теме учебного курса или актуальной проблеме, и заключается в расчленении содержания курса на отдельные модули в соответствии с профессиональными или дидактическими задачами. Модуль представляет собой законченный самостоятельный функциональный фрагмент учебной деятельности, это структурная единица учебного материала, предполагающая поэтапное усвоение и включающая систему управления действиями обучаемого. Обратная связь на всех фазах обучения позволяет строить замкнутую систему управления, а корпус знаний обучаемого формируется не только из получаемой им информации, но и результатов его собственной деятельности.

 

        Наибольший эффект дает система контроля, которая привлекает новый оригинальный материал и создает для студента проблемную ситуацию. Аттестация студентов по модулям обычно проводится по результатам текущего и рубежного контроля, регулярность которого повышает учебную дисциплину, ведет к систематичности учебной работы. Совокупные результаты всех видов контроля обычно оцениваются в баллах по определенной шкале и сводятся в индивидуальный кумулятивный индекс [20], при этом система обучения превращается в модульно-рейтинговую, о достоинствах и недостатках которой сказано достаточно много [14]. В завершенном виде она требует существенной переорганизации учебного процесса, вплоть до изменения его структуры, включая отмену экзаменационных сессий, фронтальное выполнение лабораторных работ, определенную гибкость учебных планов, что не всегда достижимо в реальных условиях. Известная фрагментарность и разобщенность модулей зачастую нарушает целостность и логику учебного предмета, разрывает его внутренние связи. Эффективность модульного обучения во многом зависит от подготовленной работы по проектированию и конструированию учебных модулей, а также от системы средств его реализации, степени вовлеченности преподавателей.

        Принцип проблемности значительно обогащает метод модульного обучения. Технология проблемно-модульного обучения разработана и внедрена в практику профессиональной школы М.А. Чошановым [45] для достижения компетентности обучаемых, понимаемой как мобильность знания, гибкость метода и критичность мышления.         Проблемность рассматривается как необходимое развитие мышления, важное мотивационное и эмоциональное средство. Она реализуется путем целенаправленного создания специальных ситуаций интеллектуального затруднения, связанных с поиском гносеологических, методических и учебных ошибок. Первые требуют представлять содержание обучения не в виде готовых истин, а как борьбу научных школ, историческую драму идей и людей, инерции и обновления; вторые и третьи связаны между собой, поскольку часто ошибки учения есть результат преподавания.

 

        Согласно Чошанову М.А., проблемно-модульное обучение раздвигает зону ближайшего развития до области критических ситуаций и ошибок поверхностного усвоения и неверного применения. В структуру проблемного модуля включены блоки: входной - для оценки готовности к усвоению модуля, блок актуализации опорных понятий и способов деятельности, исторический - для генезиса понятий, ошибок и заблуждений, проблемный - нацелен на постановку профессионально-прикладной проблемы, экспериментальный - для вывода рабочих формул, блоки обобщения системных представлений и генерализации содержания модуля, блок применения - для решения историко-научной проблемы, блок стыковка решений укрупненной профессионально-прикладной проблемы, блок типичных ошибок с указанием возможных причин и способов исправления, блок углубления с материалом повышенной сложности для интересующихся предметом и выходной блок контроля.

 

        В целом проблемный модуль представляет собой завершенную единицу учебного материала, построенную на принципах системного квантования, проблемности, модульности, когнитивной визуализации, направленную на изучение одного или нескольких фундаментальных понятий дисциплины и связанных с ним методов познавательной деятельности, необходимой для решения профессионально значимой укрупненной проблемы, выделяемых с учетом специфики обучаемых [45]. Проблемно-модульный подход, таким образом, включает методы познания, преподавания и учения, становясь связующим звеном между ними. Он органически сочетает дидактически адаптированную концепцию инженерии знаний с теориями проблемного и модульного обучения. На инженерию знаний как область теории искусственного интеллекта опирается концепция сжатия учебной информации и ее содержательного обобщения.

        Концепция модульного обучения опирается на модульную организацию коры головного мозга [45]. Современными исследованиями установлено, что моторная процедурная память локализуется в мозжечке, а декларативная, которая включает знания о мире и значении слов, в коре мозга [14]. Там же находятся речевые, зрительные, слуховые центры. Кратковременная память обеспечивается временными связями нейтронов, а при повторяющемся стимулировании дендриты пускают ростки и связи становятся постоянными [42]. Подражающие модели искусственного интеллекта стремятся создать копию человеческого восприятия, памяти, языка, мышления. Мозг развивается очень медленно, он в десятки миллиардов раз менее эффективен, чем мог бы, его элементы функционируют в тысячи раз медленней, чем компьютерные, тем не менее, он остается в десятки тысяч раз более сложным, чем самый мощный компьютер.

 

        Модели искусственного интеллекта критикуют за жесткую последовательность выполнения операций, которые основаны на простых пассивных системах памяти, сложные же активные действуют во взаимосвязанной сети, доступ к ним организуется по содержанию. Когнитивные теории интеллекта рассматривают общие знания как его неотъемлемую часть, это как раз такая информация, которая хранится в простом компьютере. Известно, что на стадии опознания и сопоставления бессодержательных знаков различия в интеллекте несущественны, но более способные лучше кодируют информацию, а не просто запоминают.

 

        Программы решения задач сейчас используют две стадии: алгоритмические процедуры перебора возможных вариантов и эвристические процедуры, основанные на разложении сложных задач на более легко решаемые подзадачи. Жесткая позиция искусственного интеллекта состоит в том, что путем надлежащего эвристического программирования можно дать ему способность понимания (хотелось бы знать, чего?) и намерения. Сжатое представление знания необходимо для его хранения, передачи, использования, но едва ли пригодно для обучения и понимания. Лишь для закрепления, структурирования и классификации понятого и усвоенного нужны блок-схемы, тематическое древо, опорные конспекты и т.п.

        Избежать фрагментарности модульного подхода, сохранить целостность учебного предмета, логику его усвоения и ее объяснительный потенциал, позволит такая технология обучения, которая осуществит его полноценный процесс. Для этого может оказаться достаточным принцип модульности использовать только на стадиях закрепления учебного материала и контроля уровней его усвоения. При этом конструирование учебных модулей из задачи подготовительно этапа превратится в часть процесса обучения. Процедуры деятельности усваиваются и запоминаются лучше, чем декларированные факты, причем наиболее прочно и надежно помнится деятельность, преодолевающая препятствия, разрешающая проблемы.