Информационно-кибернетические основания когнитивного моделирования обучения
Подробный анализ существующей теории обучения приводит нас к мысли, что она донаучна: в том смысле, что дидактика по-прежнему она лишена объяснительной и предикативной способности, и в том, что мы не вполне понимаем, как дети и взрослые обучаются. Соответственно, мы не можем гарантировать что-либо ни в самой структуре обучения, ни в его результатах.
Кроме того, еще слабо исследованы особенности когнитивной деятельности при электронной форме обучения, до сих пор отсутствует дифференциация людей по способам обработки информации в «мониторном» виде и ее интериоризации и лишь начато исследование продуктивности различных форм онлайн-занятий, методов оптимизации дизайна курсов и образовательных программ, инверсии мотивации к обучению при «мониторной» подаче учебного материала и многое, многое другое.
Как мы можем обучать студентов, если мы не знаем, как именно они учатся? Можем ли мы говорить, что серьезно относимся к созданию общества знания, если у нас нет удовлетворительного ответа на вопросы: какую модель обучения мы применяем и как мы можем, опираясь на нее, улучшать результаты обучения наших студентов?
Несмотря на все углубляющееся понимание сложности этой задачи, моделирование когнитивных процессов необходимо, так как без таких моделей невозможна осмысленная организация новой системы образования, отвечающей духу времени. Моделирование образовательной деятельности, выполненное на имеющих объективную основу принципах когнитивной нейрологии является важным этапом создания новой образовательной парадигмы.
Начиная с 50-х годов прошлого столетия в науке развивается информационный подход к исследованию человека и общества. Если еще в начале 2000-х гг. в работе М. Коула прозвучала мысль о том, что приоритетным направлением когнитивной науки станут исследования на стыке теории информации и культурной антропологии, то сейчас к этому сочетанию можно добавить и образование.
Когнитивный подход принципиально отличается тем, что познавательные процессы рассматриваются как составляющие общего процесса информационного обмена между человеком и средой.
Одним из теоретических источников когнитивной эдукологии становится конструктивистская теория, связанная с работами одного из основоположников когнитивной революции в науке Дж. Брунера. Главная идея этой теории в том, что учение (learning) является активным процессом, в котором ученики строят умственные модели, осваивая новые понятия, отражающие их текущей или прошлый опыт.
Чтобы сделать это, учащийся отбирает из информационного хаоса и преобразует нужную информацию, строит гипотезы и принимает решения, полагаясь на ранее построенную познавательную структуру. Познавательная структура (т. е., схема, умственные модели) придает опыту смысл и организованность событиям, и позволяет человеку «выходить за пределы ранее полученной информации».
Невероятно возросший объем знаний и требования общества постиндустриальной эпохи заставляют сделать переопределение механизмов дидактики. По сути, речь идет о необходимости заново открыть принципы обучения по Сократу, на новом технологическом уровне.
Важный принцип, постулируемый когнитивным подходом – отличие законов мышления человека от законов формальной логики. На протяжении практически всего XX века, как и в предыдущие столетия, законы логики были синонимами законов мышления (именно так, например, называлась вышедшая в 1858 году книга Буля, содержавшая описание двоичной алгебры).
Несколько недавних Нобелевских премий, полученных за работы в области экономики, были присуждены как раз за выявление специфики («ограниченной рациональности») мышления человека . Таким же образом, обучение не является процессом, строго следующим законам формальной логики. Отсюда возникает необходимость замены «логичных», но умозрительных дидактических теорий на когнитивно обоснованные модели.
Такой подход к моделированию, важный для современного понимания обучения, связан с общими теориями коммуникации. Действительно, обучение можно рассматривать как один из видов коммуникации. Развитие кибернетики и теории информации позволило создать представление о психике как информационном механизме.
Теория информации дает возможность измерить ее количество в конкретном сообщении и охарактеризовать системы ее передачи. Распространение компьютеров привело к аналогиям компьютера и человеческой психики и заимствованию социологами, психологами и физиологами «информационной» терминологии. «Канал восприятия», «пропускная способность», «фидбэк» (обратная связь) – вот примеры часто используемых в психологии и дидактике терминов из теории информации.
В статье «Математическая теория коммуникации» К. Шенон обосновал, что любой источник информации – телеграфный ключ, говорящий человек, телекамера и так далее – имеет «темп производства информации», который можно измерить в битах в секунду Каналы связи имеют «пропускную способность», измеряемую в тех же единицах; информация может быть передана по каналу тогда и только тогда, когда пропускная способность не меньше темпа поступления информации.
В сенсорной физиологии выполнены расчеты пропускной способности различных каналов восприятия. Например, при сознательном восприятии пропускная способность зрительной сенсорной системы составляет 40 бит/с, слуховой – 30 бит/с . При этом, величина осознанного потока информации значительно меньше обшей величины информации, получаемой человеком. Иными словами, из огромного объема информации, получаемой нервной системой человека, лишь часть является осознанной, и эта пропускная способность сознания не может превысить определенной величины.
Этот важный и очевидный аспект был долгое время на периферии дидактики и лишь с разработкой систем квантификации знаний и умений удалось научится объективно измерять когнитивную нагрузку и сопоставлять ее с возможностями обучающихся.
Сложные взаимодействия внутри мозга во время обучения могут быть исследована с применением математической теории графов. По сути, живой мозг – это большой оркестр из нейронов, которые возбуждаются вместе, строго подчиняясь определенным закономерностям. Подобно тому, как в оркестре можно определить группы инструментов разных семейств, так и в мозге можно выделить модули – наборы узлов, образующих локальную сеть.
Как было обнаружено в исследованиях, при различных задачах задействуются разные модули нейронной сети мозга. Есть модули, которые отвечают за внимание, память, самоанализ. Другие обеспечивают слух, зрение и управление движением. В ходе научного проекта «Коннектум человека» исследователи установили, что каждый человек отличается своим уникальным распределением связей в мозге. Если в сети мозга присутствуют сильные концентраторы, связывающие много модулей, в ней с большей вероятностью будут и модули, работающие независимо друг от друга.
В этом случае у человека будут лучше развиты ряд способностей – от кратковременной памяти до математики, знания языков и понимания социальных отношений. Применение когнитивного и информационных подходов в сочетании с математическим моделированием позволяет строить различные виды моделей дидактических систем (детерминированные и стохастические, статические и динамические), предлагать многокомпонентные модели обучения в школе и вуз.
Вместе с тем, последние десятилетия когнитивная наука стала все менее зависимой от компьютерной метафоры познания. Система познавательных процессов человека все чаще выступает не как абстрактная «система переработки информации», а как система функций, сложившихся в ходе эволюции и свойственных человеку, вступающему во взаимодействие со средой, в которой он живет, входящему в определенные социальные группы и принадлежащему к определенной культуре. Эти принципы современной когнитивной науки и науки о мозге, а также реальный опыт современного образования, построенного на передовых информационных технологиях, позволяет предложить новые модели обучения, адекватные глобальному когнитивному обществу.
Эдукология: Монография / Под ред. М.П. Карпенко. М.: Изд-во АЭО, 2020. 457 с.
Другие новости и статьи
« Основные проблемы, возникшие при переходе в дистанционный формат обучения
Концепция бережливого производства в системе онлайн-образования »
Запись создана: Четверг, 7 Январь 2021 в 11:27 и находится в рубриках Новости.
метки: образование, обучение
Темы Обозника:
COVID-19 В.В. Головинский ВМФ Первая мировая война Р.А. Дорофеев Россия СССР Транспорт Шойгу армия архив война вооружение выплаты горючее денежное довольствие деньги жилье защита здоровье имущество история квартиры коррупция медикаменты медицина минобороны наука обеспечение обмундирование оборона образование обучение оружие охрана патриотизм пенсии подготовка помощь право призыв продовольствие расквартирование реформа русь сердюков служба спецоперация сталин строительство управление финансы флот эвакуация экономика