Текст книги "Десять шагов комплексного обучения. Четырехкомпонентная модель дизайна обучения"

4.6. Руководство для разрешения проблем

Различные типы учебных задач обеспечивают разный объем поддержки в зависимости от информации, предоставленной в условиях, описаниях целей и решениях, но они не имеют дела с процессом решения проблемы, необходимым для создания приемлемого решения (см. нижний квадрат на рис. 4.4). Другой способ обучения – направлять учащихся в процессе решения проблем. Чтобы обеспечить такое руководство, можно указать этапы, через которые обычно проходит эксперт при выполнении задачи или решении проблемы (пять этапов ADDIE, о которых говорилось ранее), а также правила, которые могут быть полезны для успешного завершения каждого из этапов. Такой систематический подход к решению проблем может быть результатом анализа когнитивных стратегий (см. шаг 5 в главе 8). Руководство по решению проблем может быть предоставлено в виде идеальных образцов, рабочих листов учебного процесса, функциональных ограничений и руководства наставника.

Идеальные образцы

Идеальные образцы и процессуально-ориентированные рабочие примеры обеспечивают максимальное руководство – в таких примерах профессионалы выполняют сложную задачу и одновременно объясняют, почему эта задача выполняется именно таким образом. Идеальный образец похож на проработанное кейс-стади, но в нем также уделяется явное внимание процессам, необходимым для достижения цели (Van Gog, Paas, & van Merriënboer, 2006, 2008). Согласно теории когнитивного ученичества (Collins, Brown, & Newman, 1989), в которой моделирование играет одну из основных ролей, очень важно представить достоверную, подходящую ролевую модель.

Очень полезной техникой может быть размышление вслух в процессе решения – оно позволяет раскрыть ментальные процессы профессионала, решающего проблему (Van Gog, Paas, van Merriënboer, & Witte, 2005). Размышление вслух позволяет получать информацию, необходимую для уточнения процессов в идеальных образцах. Можно предоставлять обучающимся запись размышлений вслух. Смежный подход в перцептивных предметных областях (то есть ориентированных на восприятие, таких как медицинская диагностика или управление воздушным движением) – использование идеальных образцов движения глаз (Van Gog et al., 2009). Например, студенты-медики, которые учатся диагностировать младенцев, демонстрирующих поведенческие модели, свидетельствующие о заболевании эпилепсией, могут изучать видеозаписи таких младенцев. Идеальные образцы движений глаз дополняют такие видео словесным объяснением эксперта, на что и почему он смотрит, и направлением его взгляда, наложенным на видео, чтобы учащиеся видели, на что и в каком порядке смотрит эксперт (Kok & Jarodzka, 2017). Учащиеся получают больше знаний при изучении идеальных образцов движений глаз, чем при изучении одних лишь видео (Jarodzka et al., 2012). В случае проработанных примеров учащиеся, изучающие идеальные образцы, видят, как думают или смотрят профессионалы в ходе примера, или отвечают на вопросы, которые вызывают глубокую обработку и абстрагирование когнитивных стратегий, дополняющих изложение. Изучая идеальные образцы, учащиеся получают четкое представление об этапах решения проблем, выполняемого профессионалами, и правилах, которые они используют для преодоления затруднений и успешного завершения каждого этапа.

В примере с поиском литературы идеальный образец может выглядеть как одно-двухдневная стажировка с наблюдением за работой опытного библиотекаря. Учащийся наблюдает, как профессионал разрешает проблему: как он беседует с клиентами, чтобы определить область исследования и выбрать подходящие базы данных для решения исследовательского вопроса, как он формулирует поисковые запросы, используя тезаурусы и булевы операторы, как он выполняет поиск с помощью соответствующих программ и различных баз данных, как он оценивает и отбирает полезные результаты поиска. Библиотекарь должен объяснять, что, как и почему он делает. Идеальный образец также показывает, как для рассуждений в сложных ситуациях используются систематический метод решения проблем и эмпирические закономерности (так называемое правило большого пальца). Конечно, такие идеальные образцы могут быть представлены на видео или в мультимедийных материалах (Hoogerheide et al., 2016).

Рабочие листы учебного процесса

Рабочий лист учебного процесса (Van Merriënboer, 1997; Van Gog, Paas, & van Merriënboer, 2004) описывает этапы, которые учащиеся должны пройти для решения проблемы, и направляет их в процессе решения проблемы. Другими словами, он предоставляет систематический метод и эмпирические правила для выполнения учебной задачи. Это может быть простой лист бумаги, на котором расписаны основные и субординатные фазы решения проблемы, которые нужно пройти для выполнения учебной задачи, – учащийся использует его как руководство для решения проблемы. Для каждой фазы приводятся эмпирические правила, которые могут быть полезны для успешного завершения фазы. Эти правила могут иметь форму утверждений (например: «При подготовке презентации учитывайте и принимайте во внимание знания, которыми располагает аудитория») или наводящих вопросов (например: «Какие особенности вашей аудитории вы должны принять во внимание при подготовке презентации и почему?»). Преимущество использования вопросительной формы (так называемых эпистемических вопросов) заключается в том, что она мотивирует обучающихся на размышления об эмпирических закономерностях. Если учащиеся записывают свои ответы на рабочем листе учебного процесса, это позволяет преподавателю наблюдать за их работой и давать им обратную связь о применяемой стратегии решения проблемы.

Важно понимать, что и фазы решения проблемы, и эмпирические закономерности по своей природе являются эвристическими – они могут помочь учащемуся решить проблему, но, в отличие от алгоритмических правил или процедур, это не гарантировано. В таблице 4.5 приведен пример фаз решения проблемы и эмпирических правил, использованных в курсе для студентов-юристов, которых готовили к выполнению признания вины в суде.

Рабочие листы учебного процесса могут быть сложными и весьма изощренными, в том числе основанными на компьютерных приложениях, добавляющих к ним новые функциональные возможности. Некоторые систематические методы решения проблем бывают разветвленными, так что разные типы проблем проходят через разные фазы. С помощью компьютера можно изменить или адаптировать электронный рабочий лист учебного процесса в соответствии с решениями, которые принимают учащиеся, их продвижением по ходу решения проблемы и результатами пройденных этапов.

На определенных фазах решения проблем учащимся могут помочь когнитивные инструменты (Herrington & Parker, 2013; Jonassen, 2000) – имеется в виду не специализированное ПО для обучения предмету, а профессиональные приложения, способствующие осмысленному профессиональному мышлению и работе, с помощью которых учащиеся могут подойти к решению проблемы так, как это сделал бы эксперт (Kirschner & Davis, 2003; Kirschner & Wopereis, 2003). Например, это может быть электронная форма ситуационного анализа (фаза 4 в табл. 4.5), или инструмент для оценки видеозаписей выступлений на предмет их сильных и слабых сторон (фаза 8).

Таблица 4.5. Фазы и эмпирические правила для сложного навыка подготовки признания вины в суде Источник: Nadolski et al. (2001)

Функциональные ограничения

Рабочие листы учебного процесса направляют учащихся в процессе решения проблем, но они не обязывают их действовать строго определенным образом – учащиеся могут пропускать фазы, игнорировать эмпирические правила и т. д. Более директивный подход к руководству предлагают функциональные ограничения – они не позволяют учащимся выполнять действия, которые не относятся к текущей фазе решения проблемы. После того как учащиеся успешно завершили текущую фазу и приступили к следующей, появляется возможность выполнять актуальные для нее действия. Например, студентам-юристам, которые учатся готовить заявление в суд, нельзя начинать читать документы (фаза 2), пока они не упорядочат все документы (фаза 1), или нельзя использовать электронную форму для проведения ситуационного анализа (когнитивный инструмент для фазы 4), пока они не изучат весь текст (фаза 3; Nadolski, Kirschner, & van Merriënboer, 2006). Хорошо продуманные функциональные ограничения позволяют сокращать количество фаз или повышать сложность каждой фазы с приобретением опыта (Nadolski et al., 2005). Поскольку функциональные ограничения являются более директивными, чем рабочие листы учебного процесса, они могут быть особенно полезны на ранних этапах процесса обучения.

Руководство для наставника

Различные типы руководства по решению проблем, о которых шла речь, могут быть также предоставлены преподавателям – и для проблемно-ориентированного обучения, и для проектного обучения, и для ученичества на рабочем месте. Наставник внимательно следит за процессом решения проблем учащимся и предпринимает соответствующие действия, когда это необходимо. Например, если учащийся зашел в тупик, наставник может продемонстрировать эффективные стратегии решения проблемы или указать, куда нужно смотреть (ср. «Идеальные образцы»). Наставник подсказывает полезные правила, подводит учащегося к следующему этапу решения проблемы (ср. «Рабочие листы учебного процесса») или останавливает его, чтобы он убедился, что этап успешно завершен, прежде чем перейти к следующему (ср. «Функциональные ограничения»). Большое преимущество индивидуального руководства наставника в том, что наблюдение процесса решения задач в реальном времени позволяет заметить и отработать конкретные трудности, с которыми учащиеся сталкиваются при решении задач. Для этого, однако, требуется много рабочего времени преподавателей.

4.7. Поддержка и руководство с помощью скаффолдинга

Скаффолдинг работает как строительные леса, которые нужны только на время строительства нового здания и постепенно убираются по мере приближения к завершению строительства, – он обеспечивает оптимальный уровень поддержки и руководства и их постепенное угасание (Reiser, 2004). Вначале поддержка и руководство позволяют учащемуся достичь цели или выполнить действие, которое невозможно без оказания такой поддержки и руководства. Когда ученик становится способен достигать цели или выполнять требуемое действие, поддержка и руководство угасают – то есть постепенно уменьшаются и в конце концов, когда необходимость в них отпадает, отменяются.

Неактуальные, неэффективные, чрезмерные или недостаточные поддержка и руководство могут помешать процессу обучения, создавая дополнительную когнитивную нагрузку для учащегося. Поэтому очень важно определить требуемый учащемуся тип и объем поддержки и руководства – и параметры угасания. Это похоже на зону ближайшего развития по Выготскому (1978) – учебные задачи должны быть немного сложнее, чем позволяет решать текущее развитие ученика, и оказание соответствующей помощи дает ученику достаточный толчок для их выполнения (см. также шаг 3 – «Создание последовательности задач»).

Скаффолдинг не «управляет» учениками, как в случае с обучением алгоритму, он скорее руководит ими в ходе работы над насыщенными учебными задачами. Примеры такой поддержки и руководства при решении проблем (см. табл. 4.6):

• моделирование использования когнитивных стратегий путем размышления вслух или с помощью идеальных образцов движений глаз;

• предоставление рабочих листов учебного процесса, направляющих вопросов и контрольных списков;

• применение функциональных ограничений;

• предоставление частей решения в некоторых типах учебных задач.

Таблица 4.6. Техники скаффолдинга и стратегии угасающего руководства

Необходимость скаффолдинга обусловлена обратным эффектом экспертизы (примеры этого эффекта см. в Kalyuga et al., 2003; Kalyuga, Rikers, & Paas, 2012). Исследование этого эффекта показывает, что высокоэффективные методы обучения для начинающих учеников могут потерять свою эффективность и даже оказать негативное воздействие, если использовать их с более опытными учениками, и наоборот. Доказано, что обычные задачи без руководства заставляют новичков использовать слабые методы решения проблем, такие как анализ средств и результатов, при помощи которых они рекурсивно ищут средства, которые ведут от исходного состояния к цели. Это приводит к очень высокой когнитивной нагрузке и почти не помогает учащимся строить схемы распознавания состояний задачи и связанных с ними шагов решения. Иными словами, выполнение задач без руководства не учит начинающих профессиональному разрешению проблем. Для обучения необходимо оказание новичкам надлежащей поддержки и руководства (Van Merriënboer, Kirschner, & Kester, 2003).

Напротив, более опытным учащимся поддержка и руководство не нужны и даже вредны, поскольку они уже выработали когнитивные схемы, которые направляют их процессы решения проблем, рассуждения и принятия решений, у них уже есть собственные, проверенные и даже излюбленные методы работы. Примеры, рабочие листы учебного процесса и другие средства поддержки и руководства могут противоречить этим когнитивным схемам, поэтому предпочтительнее исключить поддержку и руководство. Таким образом, на ранних этапах решения данного класса задач с учащимися-новичками необходимо оказывать много поддержки и руководства, но на заключительных этапах решения учебных задач в этом классе задач с опытными учащимися поддержка и руководство отменяются.

Один из особенно эффективных подходов к скаффолдингу известен как стратегия завершения (Van Merriënboer, 1990; Van Merriënboer & de Croock, 1992) – учащиеся сначала изучают кейс-стади, затем работают над задачами на завершение и, наконец, выполняют обычные задачи (в приложении 2 представлен пример этой стратегии). Связующим звеном между изучением кейс-стади и обычными задачами становятся задачи на завершение, при этом кейс-стади рассматриваются как задачи на завершение с полностью заданным решением, а обычные задачи – как задачи на завершение без заданного решения. Эта стратегия была реализована в программе электронного обучения для вводного курса компьютерного программирования (Van Merriënboer & Luursema, 1996). В начале обучения студенты изучали, оценивали и тестировали существующее ПО, чтобы развить когнитивные схемы шаблонов (то есть стереотипных шаблонов кода), используемых в компьютерных программах. В процессе обучения студенты должны были разрабатывать все более и более крупные участки компьютерных программ. Задачи на завершение были динамически построены таким образом, что студенты получали частичную программу, состоящую из шаблонов, для которых они еще не создали когнитивные схемы, и должны были завершить эту частичную программу с помощью шаблонов, для которых они уже имели в памяти полезные схемы. Наконец, они должны были самостоятельно разработать с нуля полную компьютерную программу. Стратегия завершения применялась и в ряде других областей, проведенные экспериментальные исследования неизменно показывали положительное влияние этой стратегии на обучение и перенос обучения на реальную жизнь (Nuckles et al., 2010; Renkl & Atkinson, 2003).

4.8. Резюме

• Разрабатывая учебные задачи, берите за основу реальные задачи.

• Разрабатывая среду выполнения задач, начинайте с безопасных и смоделированных сред и повышайте степень сложности вплоть до реальной среды выполнения задач.

• Важно, чтобы психологическая достоверность задач всегда была высокой. Функциональная и физическая достоверность среды выполнения учебных задач сначала должна быть низкой, чтобы ограничить количество отвлекающих и нерелевантных деталей для начинающих учеников, а затем повышаться.

• Разрабатывая последовательность одинаково сложных учебных задач, убедитесь в том, что параметры, характерные для реального мира, в них различаются и даются в случайном порядке.

• Разрабатывая поддержку обучения для учебных задач, различайте встроенную поддержку и руководство для решения проблем.

• При разработке поддержки задач используйте тематические исследования, обратные кейсы, задачи на имитацию, задачи без четко заданной цели и задачи на завершение.

• Если вы разрабатываете руководство для решения проблем, используйте идеальные образцы, рабочие листы учебного процесса, функциональные ограничения и руководства наставника.

• Если вы разрабатываете последовательность учебных задач, важно обеспечить, чтобы учащиеся начинали с учебных задач с высоким уровнем поддержки и руководства, а заканчивали задачами без поддержки и руководства (скаффолдинг).

Ключевые понятия

Анализ средств и результатов; аутентичная задача; вариативность практики; достоверность; задача на завершение; задача без четко заданной цели; задача на имитацию; идеальный образец; кейс-стади; кейс-метод; когнитивный инструмент; контекстные помехи; интерпрофессиональное обучение; обратный кейс; обратный эффект экспертизы; обычная задача; основная среда обучения; поддержка; проблемно-ориентированное обучение; проектное обучение; проработанный пример; психологическая достоверность; рабочий лист учебного процесса; руководство; скаффолдинг; стратегия завершения; физическая достоверность; функциональная достоверность; функциональные ограничения

Глава 5.
Шаг 2: определение критериев оценки эффективности деятельности

Необходимое условие

Стандарты приемлемой эффективности определяются интегрированным набором целей обучения. Инструменты оценки используют эти стандарты для оценки эффективности обучения. Этот шаг настоятельно рекомендуется к выполнению.

Чтобы получить диплом первого уровня по плаванию в Нидерландах, дети должны продержаться на воде 15 секунд в одежде, проплыть 25 метров двумя разными стилями (кролем и на спине) и три метра под водой. Цели обучения определены Королевской голландской федерацией плавания, и уроки плавания помогают детям достичь их. Условия сдачи норматива определяют:

• что дети должны быть полностью одеты (брюки, рубашка и обувь);

• что они должны проплыть под водой через обруч;

• как глубоко под водой должен находиться обруч;

• что нужно повернуться вдоль оси тела, переходя с кроля на плавание на спине;

• минимальное время нахождения в воде и максимальное время на выполнение двух упражнений и т. д.

Дети получают диплом, только выполнив нормативы.

В этой главе мы говорим о том, как идентифицируются, формулируются и классифицируются цели обучения и как они используются для разработки оценок эффективности. Учебные задачи, описанные в предыдущей главе, сами по себе дают неплохое представление о том, чем предстоит заниматься учащимся в процессе и после обучения. Но цели обучения дают более подробное описание, включая условия освоения сложного навыка (например, полностью одетым), инструменты и предметы, которые можно или нужно использовать во время выполнения (например, обруч), и, наконец, стандарты приемлемого выполнения (например, 25 метров, поворот вдоль оси тела).

Согласно «Десяти шагам», учащиеся занимаются и практикуются почти исключительно на целостных задачах, чтобы достичь интегрированного набора целей обучения, представляющего множество различных аспектов сложного навыка. Цели обучения помогают разработчикам дифференцировать разные аспекты выполнения целостной задачи и связать входную часть разработки тренинга (чему учащиеся должны научиться?) с его результатами (научились ли они тому, чему должны были научиться?). Оценка эффективности позволяет определить, были ли соблюдены стандарты, и обеспечить информативную обратную связь с учащимися.

Структура этой главы выглядит следующим образом. В разделе 5.1 описывается декомпозиция навыков как процесс выявления соответствующих базовых навыков и их взаимосвязей. Результатом такой декомпозиции является иерархия навыков. В разделе 5.2 обсуждается формулировка цели обучения для каждого базового навыка в этой иерархии. Весь набор целей дает краткое описание содержания программы обучения и устанавливает стандарты приемлемой работы. В разделе 5.3 цели обучения каждому базовому навыку классифицируются как неповторяющиеся или повторяющиеся. Неповторяющиеся базовые навыки всегда связаны с решением проблем, рассуждением или принятием решений и требуют предоставления поддерживающей информации. Повторяющиеся базовые навыки связаны с применением правил или процедур и требуют предоставления процедурной информации. Дальнейшая классификация касается автоматизируемых повторяющихся базовых навыков (которые требуют частичной практики), базовых навыков с двойной классификацией и базовых навыков, которым не нужно учиться, поскольку они уже освоены. Цели обучения навыкам обсуждаются с различными заинтересованными сторонами, дают исходные данные для дальнейшего анализа и дизайна и, наконец, обеспечивают стандарты, которые будут использоваться при оценке эффективности. В разделе 5.4 обсуждается разработка этих оценок, в том числе спецификации норм оценки эффективности деятельности учеников и их прогресса в портфолио. Глава завершается кратким резюме.