Содержание к диссертации
Введение 4
1. Теоретические предпосылки создания фреймовой технологии 18
1.1. Анализ идей и опыта использования фреймового
представления знаний 18
1.1.1. Исторические предпосылки создания фреймовой
технологии 18
Идеи фреймов в методологии научного познания 23
Опыт использования теории фреймов в лингвистике 27
Опыт использования фреймов в теории сложных систем 31
Опыт использования теории фреймов в логике 32
1.2. Педагогические основания моделирования фреймовой
технологии 35
1.2.1 Содержательные предпосылки моделирования
фреймовой технологии 37
1.2.2. Временные предпосылки моделирования фреймовой
технологии 44
2. Моделирование фреймовой технологии 59
Содержательный аспект фреймовой модели обучения 59
Временной аспект фреймовой технологии 64
Общая модель фреймовой технологии 66
Опыт применения фреймовой технологии в отдельных
учебных дисциплинах 74
2.4.1. Использование фреймовой технологии в
дисциплине «Технология машиностроения» 74
2.4.2. Использование фреймовой технологии в дисциплине
«География» 89
2.5. Анализ эффективности фреймового обучения как
педагогической технологии 107
Выводы 123
Литература 126
Приложения 136
Введение к работе
Данное исследование выполнено в рамках проблемы совершенствования традиционных и поиска новых педагогических технологий,- которые бы соответствовали сегодняшним целям образования. Современная школа не может обойтись без включения в содержание образования знаний, отражающих современное состояние изучаемых наук, а в учебный процесс, соответственно, новых предметов.
Традиционная (классно-урочная, лекционно-семинарская) система обучения с трудом справляется с такими дидактическими реалиями сегодняшнего дня как увеличение количества учебных предметов (многопредметность- за счет введения новых), историческое увеличение объемов знаний; по привычным предметам (наука не стоит на месте), уменьшение количества учебного времени (новые Сан Пи Н, новые учебные планы), узаконивание экстерната, дистанционного и открытого образования.
Придает особую актуальность вопросу - несоответствие объемов знаний количеству времени, предусмотренному для их: усвоения. Устранить это противоречие на наш взгляд способны новые педагогические технологии, позволяющие расширить объемы знаний, усваиваемых учащимися, -без увеличения времени, отводимого на их изучение.
Экстенсивные пути решения этих противоречий исчерпаны. Путь интенсива - это путь увеличения «плотности» (насыщенности) единицы учебного процесса за счет увеличения продолжительности элементарной единицы учебного процесса (урок заменяется блоком уроков) за: счет «сгущения» учебного содержания (параграф заменяется, модулем). К числу интенсивных образовательных технологий, созданных на этом пути, можно отнести блочно- модульное, цельно-блочное, цикловое, концентрированное обучение, интегральную технологию, КСО и ряд других менее известных и менее разработанных технологий.
5 В ряду этих технологий стоит и разрабатываемая, так называемая,
«фреймовая: технология». Создателем теории фреймов является американский
ученый в области искусственного интеллекта М. Минский. По его мнению,
процессы человеческого мышления базируется на хранящихся в памяти людей
многочисленных структурных данных. Он сформулировал парадигму для
представления знаний с целью использования этих знаний компьютером. Термин
«фрейм» был наиболее популярен в середине семидесятых годов, когда
существовало много его толкований; Уже тогда фреймы нашли широкое
применение в социальной психологии, психологии восприятия, теории
распознавания образцов, при создании искусственного интеллекта, в
программировании, психолингвистике, логике и методологии.; Например, теория
фреймов нашла широкое применение в лингвистике, о чем ; можно судить из
статьи С.В.Агеева «О роли фреймов знаний в интерпретации метафорических
выражений», в которой автор схематично процесс интерпретации высказываний
представляет в следующем виде:.
«1. восприятие текста;
активизация определенными языковыми формами процесса поиска ассоциируемых с ними фреймов;
помещение содержания высказывания во фрейм (модель), известный независимо от текста;
приписание интерпретации (в соответствии с ранее приобретенными, знаниями). Таким образом, понимание некоторой новой ситуации или высказывания сводится прежде всего к попытке найти в памяти знакомую ситуацию, наиболее сходную с новой. Мы можем обрабатывать новые данные, не иначе как обратившись к памяти о ранее накопленном опыте» [1]. Курбатов М.В. делает заключение,.что «фреймы знаний - это «куски» информации, ставшие в речевом акте знанием» [32, с.92].
О.С. Разумовский рассматривает версию применимости фреймов как «объективный и теоретический фрагмент всего бытия. Он есть фрагмент целостный, единый, ограничивающий, существенный, качественно
6 обособленный, сквозной, как минимум, для двух уровней строения самого мира
или его картины» [76].
Понятие фрейма широко применяется в современной англ о- американской психологии и аналитической философии. Заслуга С. Ойянг состоит в том, что она дала этому понятию расширительное толкование. В данном случае фрейм, или каркасная структура, рассматривается автором, как «общая< категориальная структура» (general categorical framework). С. Ойянг исследует такие фреймы, как координатные: системы евклидовой геометрии,, взятые вместе с правилами идентификации точек пространства на целом множестве» и многие другие.
Следует заметить, что теория фреймов нашла свое применение и в педагогике, хотя и не такое широкое, как в психологии и психолингвистике. Так, например, Чошанов М.А. успешно применяет фреймы в своей технологии; проблемно-модульного обучения, в которой «при помощи фреймовой модели можно «сжимать», структурировать и систематизировать информацию в определенные таблицы, матрицы и т.д.» [99, с. 13]; Остапенко А.А. исследовал применение фреймов знаний в технологии концентрированного обучения, где учебный материал сконцентрирован в виде крупноблочных опор, и, в частности, могут применяться и фреймы.
Анализируя; выше изложенное, а также опыт научных исследований прошлых лет следует заметить, что в целом методология фреймов представляется весьма продуктивной; Она расширяет круг понятийного базиса, внутри которого вращается проблематика методологии науки. Опираясь на эти факты можно предположить положительные результаты исследования отдельно выделенной фреймовой педагогической технологии, а не составной части уже существующих технологий.
Этимологически слово «фрейм» происходит от английского слова frame, которое в переводе обозначает - «рамка», «остов», «скелет», «каркас», «схема», «сценарий», «модель».
Анализ основополагающей теории: фреймов (М. Минский), а также существующих некоторых определений педагогической технологии (В.М.
7 Монахов, М.В. Кларнн) показал, что понятие «фрейм» и «технология»
совместимы. Так как фрейм может составляться в виде рисунков, схем,
алгоритмов и т.д., то в совокупности фреймо=технология, предположительно,
обеспечит дополнительно понятность, емкость, образность, компактность.
Причем то, что, подвергается схематизации (сгущению, сосредоточению)
относится к учебному материалу, являющемуся той самой сущностью, которая
может иметь различную степень дробности и связности (обобщения). Под
учебным материалом мы понимаем специальным; образом; структурированную
(обобщенную) и упорядоченную информацию, которую предполагается передать
учащимся. Также можно предположить, что в процессе сгущения учебного
материала будет оставаться свободное время для продуктивной деятельности
учащихся. Поэтому дидактические условия и: дидактические возможности
фреймовой технологии рассматривались в двух направлениях:,
1. фрейм, как степень упорядоченности (обобщения, связности) учебного
материала (структурно- содержательный аспект);
2. фрейм, как сценарий учебного процесса (временной аспект).
Под фреймовой педагогической технологией мы понимаем изучение учебного материала (концепт) структурированного определенным образом в специально организованной периодической временной последовательности (сценарий). Основным признаком технологии является увеличение объемов изучаемых знаний без увеличения учебного времени.
Фреймовая технология является противоположностью традиционной (классической) формы обучения, причем нельзя сказать, что эта противоположность выражена несовместимостью. Можно предположить, что разумное чередование фреймовой технологии и традиционной формы обучения (разные методы решают разные задачи) даст положительные результаты.
Педагогическая фреймовая технология, на наш взгляд позволяет решать ряд взаимосвязанных проблем:
проблему интенсификации образовательного процесса;
проблему активизации познавательных процессов учащихся.
В рамках этой проблемы и проведено исследование. Фреймовая технология, на наш взгляд, позволяет решать проблему путем интенсификации учебного процесса. Соответственно, интенсификация происходит двумя направлениями:
К путем систематизации (схематизации, структурирования) и одновременно расширения' учебного материала, т.е. перекомпоновки (перекомпозиции) информации; 2. путем поиска новых активных средств, методов, форм обучения.
П.Г. ЩедровицкиЙ выделяет четыре пути поисков активности:. «L источник активности в человеке, в его психике. Активность при этом рассматривается как атрибут, качество человека;
источник активности в некоторой «естественной» среде, окружающей человека;
источник активизации учебного процесса в позиции преподавателя и способах его работы (у деятельного и активного учителя и ученики более заинтересованы и активны);
4. источник активности в формах, взаимодействия преподавателя и: ученика
(создание особого социально- психологического климата)» [106,с. 38-39].
Фреймовая технология,. предположительно, позволяет использовать все указанные источники активности.
Данная педагогическая технология позволяет решать проблему формирования и активизации познавательных процессов учащихся. Как отмечает Курбатов М.И., «человеческое познание- процесс многоуровневый и многослойный. В основе познания * лежит чувственное познание». Чувственное познание, по мнению, Курбатова М.И., «имеет следующую структуру:
1. ощущение (формирование субъективного образа объективной реальности);
восприятие (постоянное решение познавательных задач по распознаванию объектов);
представление (формирование образа ранее воспринимаемого предмета или образа, созданного продуктивным воображением).
Представление осуществляется в следующих формах:
в виде образов памяти;
в виде образов воображения» [32,с.28-30]
Мы видим, что Курбатов М.И. основным условием познавательного процесса называет память, в которой сохраняется образ объекта, актуализированного в восприятии.
Помимо чувственного познания неотъемлемой частью познания является абстрактное мышление (к нему можно отнести: понятие, суждение, умозаключение) и деятельностный самостоятельный подход к решению различных задач. Поэтому актуальной остается проблема целости формирования личности ученика. Ее главное требование состоит в отсутствии разорванности в группах знаний (сформированных в памяти), чувственном познании, абстрактном мышлении, а также в волевом стремлении к познанию. Это возможно осуществить лишь при цельном влиянии на все составляющие человеческой природы. Фреймовая технология, располагая широкими пространственно-временными возможностями, может решать проблему целостного формирования личности, включая решение трех важнейших задач:
формирование целостных знаний ученика;
формирование абстрактного мышления;
формирование волевого стремления к познанию.
Возможность решать при помощи педагогической фреймовой технологии названные проблемы делает необходимым и важным осмысление практического применения данной технологии и наполнение этого опыта целостным теоретическим содержанием.
Поэтому объектом нашего исследования являются: педагогические технологии, использующие увеличение плотности единицы учебного процесса.
Возможности, эффективность и условия применения фреймового обучения как интенсивной педагогической технологии являются предметом нашего исследования.
10 Ретроспективно анализировали педагогические идеи, разработанные
ранее разными авторами, которые обладают следующими признаками:
средства систематизации и структурирование учебной информации;
сценарий учебной деятельности.
К основным моделям фреймовой технологии мы отнесли фреймы, как средство структурирования; учебного материала (М. Минский). Ряд педагогических идей обучения, которые не удовлетворяют последнему признаку и реализуются в рамках классно- урочной системы, мы считаем переходными от традиционного обучения к обучению с применением фреймов и называем идеями, предшествующими фреймовой технологии.
Цель исследования. Исследовать возможности фреймового обучения как интенсивной педагогической технологии.
Гипотеза исследования; состоит в том, что использование фреймового обучения при моделировании, интенсивной: педагогической технологии предположительно даст следующие результаты:
повысит систематизацию и цельность учебного материала (уменьшение количества дидактических единиц), что облегчит его усвоение;
создаст условия экономии учебного времени;
- повысит эффективность образовательного процесса, что выражается
повышением уровня обученности, интеллектуального развития, креативности
мышления и интереса к обучению.
Для достижения цели и проверки гипотез были сформулированы задачи, определившие логику исследования:
1) на основании анализа опыта применения фреймов (как компонентов
существующих технологий) и сходных с ними структур разными педагогами-
исследователями сформулировать определение фрейма применительно к
дидактике;
2) сформулировать определение фреймовой педагогической технологии;
3) разработать и теоретически обосновать модель фреймового
представления учебных знаний (концепт) и структурирования учебного времени
(сценарий), а также алгоритм деятельности педагога и учащегося в данной технологии;
4) экспериментально проверить эффективность фреймовой технологии для разных учебных дисциплин.
Опытно-экспериментальную часть исследования условно можно разделить на три этапа, на каждом из которых менялась роль, уровень участия автора, а, соответственно, и методы исследования: от педагогического наблюдения и ретроспективного анализа до самостоятельного моделирования и экспериментальной проверки эффективности фреймовой технологии.
Исследование проводилось на первом этапе с октября 1999 года по июль 2000 года в Азовском государственном лицее (директор доц. B.C. Лукьянова) как краевой экспериментальной площадки;
На втором: этапе-с ноября 2000 года по июнь 2002 года в Краснодарском машиностроительном колледже (директор Телешов Ю.А.). Третий этап экспериментальной части исследования также проводилась в Краснодарском машиностроительном колледже. Начало эксперимента- сентябрь 2002 года. На каждом из этапов роль автора была различной. На первом этапе - это роль наблюдателя. Тогда автор была слушателем курсов переподготовки кадров при Кубанском государственном университете по специальности «Педагогика начальной» среднепрофессиональной и высшей школы» (октябрь-июнь 2000-2001г.г.). Основным методом исследования на этом этапе было изучение и обобщение педагогического опыта преподавателей данного университета, а в дальнейшем - учителей Азовского экспериментального социально-педагогического комплекса, который представлен в диссертации в виде ретроспективного анализа. На втором этапе экспериментальной части исследования автор была членом педагогического коллектива, осуществлявшего экспериментальную педагогическую работу, а стало быть участником эксперимента. Именно ретроспективный анализ стал основным методом педагогического исследования на первых двух этапах. Поскольку большинство преподавателей, принимавших участие в данной экспериментальной работе, и
12 сейчас преподаватели Краснодарского машиностроительного колледжа»
дополнительно к ретроспективному анализу был сделан опрос по единым
методикам, что позволило не только достаточно объективно и полно восстановить
картину происходящего в* 1999 — 2001 г.г. и: обобщить мнения членов
педагогического коллектива, но и сравнить с результатами других опытных
площадок.
Третий этап экспериментальной части исследования проводился также в Краснодарском машиностроительном колледже с сентября 2002 года, где автор по настоящее время является председателем цикловой комиссии по специальности 1201 «Технология машиностроения». Соответственно изменению ролей автора изменялись и методы педагогического исследования, основным из которых, на третьем этапе стал метод педагогического моделирования.
Таким образом, на каждом этапе экспериментальной части исследования в зависимости от роли автора основными были разные методы педагогического исследования:
Таблица 1
Ретроспективный анализ первых двух этапов практической работы представляет собой содержание второй главы, тогда как моделирование и анализ опытно-экспериментальной работы на третьем этапе отнесены нами, соответственно, к третьей главе диссертации..
Теоретический анализ существующего опыта других педагогов исследователей и включал в себя:; знакомство с литературой; знакомство с материалами, полученными путем переписки с авторами; сопоставительный анализ полученных материалов.
На защиту выносится: . 1* определение фрейма (для дидактики), а также определение фреймовой педагогической технологии.
Под фреймом в дидактике мы; понимаем; периодически повторяющийся способ организации учебного материала (фрейм как концепт) и учебного времени (фрейм как сценарий) для дисциплин, теоретический материал которых, подвергается «сгущению» и имеет универсальную каркасную структуру.
Под фреймовой педагогической технологией мы понимаем изучение учебного материала (концепт) структурированного определенным образом в специально > организованной периодической временной последовательности (сценарий).
14 2. модель педагогической фреймовой технологии.
Концепт разрабатывается преподавателем в виде схемы, таблицы, алгоритма, структуры и т.д., т.е. в той форме, какая более удобна для образного восприятия учащимися.
Этот концепт будет представлять собой рамку, каркас или просто структуру ключевой идеи учебного материала, которую можно наложить на все последующие темы, разделы.
При этом образуется иерархическая структура. Концепт обычно соответствует представлению общего понятия с классификационной иерархической структурой. Особенность такой структуры в том, что информация об атрибутах, которую содержит фрейм верхнего уровня, совместно используется всеми фреймами нижних уровней, связанных с ними. Такая структура позволяет систематизировать большой объем г информации, оставляя её при этом максимально удобной для человека. Каждый фрейм может быть дополнен различной информацией, например, способами информации применения данного фрейма, действиями, которые необходимо в нем выполнять и др. Любой( фрейм состоит из слотов (терминалов), которые обязательно должны быть заполнены конкретным содержанием или данными. В одной системе фреймы могут иметь одинаковые слоты, что необходимо для установления связей между информацией, содержащейся в этих фреймах. Структурированию учебной информации фреймовым методом характерен процесс сопоставления; - процесс, в ходе которого проверяется правильность выбора слота. Другими словами, фрейм содержит условия, ограничивающие значение слота.
Каждый фрейм должен иметь имя (идентификатор), единственное в данной фреймовой структуре. Слот в свою очередь, должен иметь имя, уникальное в своем фрейме. Так. как слотов в каждом фрейме может быть в изобилии, то разнообразие и вариативность слотов можно также систематизировать.
Такой процесс структурирования учебного материала фреймовой технологией обеспечивает:
15 1 .систематизацию знаний за счет увеличения количества связей
("вертикальных" и "горизонтальных") внутри учебного материала
2.эффективность использования учебного времени за счет фреймовой стройности
алгоритмичности (сценария) учебного процесса.
О (J СПОГ2 ^1 0 0 (^2^1 0 0 Сп-2 ^1 О О
Слот2
Слот
СПОТ2
^3 (| Л Спогп ^3 U П Спот01"3 U П Спогп ^3 V [] Слот
Концепті Тема 1
Од спОТ„СпотзОо
Концепг2
\ ,.
СпотЗ
(J П Спотп
Тема 2
Рисунок 1
Тема 4
Предложенная фреймовая технология при структурировании учебного материала кардинально отличается от других технологий тем, что в процессе обучения на уроках, с динамикой увеличения, происходит экономия времени изложения теоретического материала.
При изучении теоретического материала первой темы учащиеся впервые знакомятся с использованием фреймов на уроке. Учащиеся ведут чисто репродуктивную деятельность, их продуктивная деятельность равна нулю. Но при этом очень важно преподавателю показать учащимся увязывание теоретического материала внутри темы. Далее, при изучении второй темы, учащиеся уже знают как использовать в процессе обучения фрейм, процесс восприятия происходит быстрее и на уроке остается время для продуктивной деятельности. За это время учащийся может:
1. анализировать услышанную учебную информацию (обдумывать, раскрывать, перечислять, рассуждать, сравнивать);
2. синтезировать информацию (комбинировать, придумывать, составлять,
творить);
3- проводить сравнительную оценку (оценивать, обсуждать).
На; определенном этапе изложения теоретического материала, когда фреймовый сценарий учебного материала войдет в сознание учащихся полностью и будет применяться ими автоматически без усилий, тогда продуктивная деятельность учащихся полностью вытеснит репродуктивную.
Условия применения фреймовой образовательной технологии: дисциплина должна иметь универсальную каркасную структуру, повторяющуюся из темы в тему,. из раздела в раздел, и использующуюся в учебном процессе как базовый информационный компонент;:
- применять: данную технологию может лишь педагог, обладающий
способностями системного видения материала;
ритмичное построение учебного процесса;
«сгущение» теоретического материала.
3. Технология фреймового обучения представляет собой изучение учебного материала (концепт), структурированного определенным образом, в специально организованной периодической временной последовательности (сценарий), что повышает систематизацию и цельность учебного материала, позволяет экономить учебное время > за счет алгоритмичности, ив целом повышает эффективность образовательного процесса.
В процессе исследования для проверки предположений гипотезы было выделено два аспекта: психологический и педагогический (дидактический).
В психологическом аспекте выступили параметры: эффективность психологического развития и мотивация к саморазвитию (интерес к предмету); в педагогическом (дидактическом) основным параметром исследования выступало качество знаний учащихся.
В результате исследования второго параметра (педагогического) установлено, что при использовании фреймовой технологии учащиеся получают более высокий уровень системных знаний по сравнению с учащимися,
обучающимися по традиционной форме обучения - на 30 %. Это дало право
подтвердить факт эффективности фреймовой педагогической технологии в процессе обучения..
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
— введено и определено понятие фрейма применительно к дидактике,
необходимое для моделирования фреймовой педагогической технологии, в
которой фрейм является универсальной каркасной структурой;:
введено и определено понятие фреймовой педагогической технологии, из которого видно, что сущностью данной технологии является изучение учебного материала (концепт), структурированного определенным образом, в специально организованной периодической временной последовательности (сценарий).
найдены теоретические основания моделирования фреймового обучения как интенсивной педагогической технологии, к которым относятся анализ основополагающей теории фреймов, а также некоторых существующих определений педагогической технологии, которые показали, что понятие «фрейм» и «технология» совместимы;
разработана модель фреймового представления учебных знаний (концепт), которая является основой структурирования учебного материала в интенсивной педагогической технологии, а также фреймовой организации учебного времени (сценарий);
— создана технология фреймового обучения, включающая алгоритм
деятельности педагога и учащегося..
Практическая значимость работы состоит в том, что в ходе экспериментальной работы было создано и апробировано методическое обеспечение некоторых дисциплин, разработаны подходы к систематизации и структурированию учебного материала и предложены методические рекомендации реализации данной технологии в среднепрофессиональной дисциплине «Технология машиностроения» и общеобразовательной дисциплине «География».
