Классификация визуальной наглядности
1. Механизмы переработки информации
2. Классификации наглядности
1. Механизмы переработки информации
Концепция многомерного отображения действительности базируется на постулате о том, что процессы мышления могут формироваться как стихийно, так и управляемо в процессе образования. Об этом мы говорили на первой лекции. Картина мира воспринимается органами чувств, но для глубокого и всестороннего познания предметов этого недостаточно, поскольку в такой картине есть факты, объекты, предметы, но не выявлены различные связи предметов и скрытые от глаза причинно-следственные изменения. Для проникновения в незримые сущности необходимо абстрактно-логическое мышление. Интеллект формируется только тогда, когда человек приобретает способность отражать действительность, оценивать её и планировать во внутреннем плане, то есть первое контактное взаимодействие с объектами происходит во внешнем плане (например, освоение счета на палочках), а затем переносится во внутренний. Как правило во внутреннем плане формируются так называемые когнитивные схемы (мы о них то же говорили в первой лекции), которые придают структуру обволакивающему их информационному полю. Образы-модели замещают и дополняют первичный материальный внешний план, а сенсорные образы поддерживают процессы запоминания и переработки знаний.
Правое полушарие обеспечивает целостное восприятие внешнего мира, а левое преимущественно управляет речью и связанными с ней процессами. Правое полушарие развертывает и формирует образы-модели объектов и их признаков, а левое полушарие находит в них место конкретным воспринимаемым объектам и признакам. Традиционная наглядность иллюстрирует объект, но не поддерживает процесс переработки информации, следовательно, не задействует оба полушария нашего мозга. Между тем успехи в области искусственного интеллекта связаны с использованием ресурсов обоих полушарий, особенно с распознаванием и толкованием метафор, смысловых ассоциаций.
Если в процессе познания используются образно-понятийные средства, то возможен синтез качественно новых решений. Оперирование вербально-логическими средствами (любыми средствами когнитивной визуализации) позволяет достичь огромного обобщения явлений и процессов и использовать интеллектуальный ресурс в полной мере. Функции системной наглядности представлены на рис. 1
Рисунок 1- Функции системной наглядности
Процесс переработки информации с применением когнитивно-визуальных средств базируется на двух основах:
· антропологические особенности переработки информации;
· социокультурные основания, которые предопределяют три формы и, следовательно, три этапа образовательного процесса.
Антропологические особенности переработки информации
Эволюция механизмов мышления человека шла от биологических механизмов отражения знаний (чувственно-образных) к вербально-логическим формам отражения (вторая сигнальная система). Однако современный человек прижизненно формирует условную «третью сигнальную систему», которая оперирует моделями, формами, суббмоделями (рис. 2)
Рисунок 2 – Эволюция механизмов отражения человека
Вслед за (или вместе с ней) эволюцией системы отражения знаний человека шла эволюция механизмов мышления, что и обеспечило в итоге учебно-познавательное восхождение человека (рис. 3).
Рисунок 3 – Эволюция механизмов мышления человека
ЛОМ – логико-образная модель; ЛСМ – логико-смысловая модель;
ЛЗМ – логико-знаковая модель
Эта антропологическая эволюция мышления шла параллельно с социокультурным развитием человека, что и предопределило три формы и три этапа образовательного процесса (рис.4)
Рисунок 4 – Социокультурные основания образовательного процесса
Во все времена человек осваивал мир через три сферы деятельности: науку, искусство и мораль. В каждой сфере человеку была необходима соответствующая ведущая способность, сумма которых представляет собой инвариантный набор базовых способностей образованного человека. Данный набор должен по-возможности гармонично развиваться современным общим образованием, при получении профессионального образования одна из них становится ведущей, а остальные - поддерживающими. Однако даже приближенная оценка времени, приходящегося в школе на развитие каждой из базовых способностей, показывает, что повсеместно имеет место устойчивый дисбаланс в пользу познавательной деятельности, что разрушает упоминавшийся миф о «гармоничном развитии личности» и приводит к дисгармонии базовых способностей учащегося. Например, способность к эмоционально-эстетическому переживанию тесно связана с воображением и образным мышлением, которое опережает логическое в профессиональном творчестве, так как благодаря воображению в мышлении формируется образ решения задачи.
Взаимосвязь феномена «образование» и феномена «обучение» на антропологических и социокультурных инвариантных основаниях показана на рис. 5. Она заключается в последовательном выполнении предметно-ознакомительной, аналитико-речевой и моделирующей деятельности с изучаемым объектом при отработке инвариантных этапов образовательного процесса: познавательного, эстетического переживательного и оценочного.
Рисунок 5 – Инвариантные структуры образовательного процесса и процесса обучения
Социокультурные основания, которые предопределяют три формы и, следовательно, три этапа образовательного процесса.
Познание, переживание, оценивание и работа с ООД – это наши учебные умения которые сформированы в процессе обучения, они делятся на учебно-мыслительные, учебно-инструментальные. Эти умения можно представить на рис. 6
 |
Рисунок 6 – Матрица развития учебных умений
* - учебные умения повышенной трудности
На рисунке 3, где обозначена эволюция механизмов мышления, мы видели, что эволюция познавательной деятельности не останавливается на учебно-познавательном этапе, она перерастает в проектирование и поиск, то есть предопределяет способность к научному поиск, проектированию, эвристике. Как? Через совмещение свойств образа и модели как интегративного отображения действительности. То есть не только поддержать учебно-познавательную деятельность, но обеспечить творчески-поисковую деятельность. А каков механизм совмещения? Это комбинирование операций анализа и синтеза:
· разделение,
· объединение,
· сравнение,
· ранжирование,
· смысловое группирование,
· систематизация,
· классификация,
· перекодирование,
· свертывание и т. д.
В продуцировании мыслей, идей, порождении решения задействованы оба полушария и этот их «диалог» создает модели-проекты (рис. 7).
Рисунок 7 – Понятийная структура феномена проекция
Итак, на уровне восприятия (или предметно-ознакомительной деятельности) мы оперируем логико-образными моделями (ЛОМ); на уровне осмысления – с логико-смысловыми моделями (ЛСМ); на уровне моделирующей деятельности мы оперируем логико-знаковыми моделями (ЛЗМ) и знаково-символической наглядностью (рис.8).
Рисунок 8 - Дидактическая моделирующая среда
Все эти модели имеют два общих основания: общие психологические и общие дидактические характеристики.
Психологические характеристики:
- улучшают системность мышления;
- поддерживают механизмы памяти и контроля информации;
- улучшают работу интуитивного мышления;
- развивают способность к свертыванию /развертыванию информации;
- усиливают опорность мышления;
- обеспечивают межполушарный диалог;
- развивают многомерное творческое мышление, способность к проектированию;
- обеспечивает переход от технологической информативности к когнитивной культуре.
Дидактические характеристики:
- усиление учебно-познавательного потенциала учебной дисциплины;
- инициирование самообучения, саморазвития;
- развитие продуктивного мышления;
- управляемость процессами переработки и усвоения информации (то есть поддержка познавательной деятельности);
- соуравнивание сенсорного и интеллектуального уровней познания;
- технологичность в подаче учебного материала (визуальная наглядность; структурирование; логизированность; полнота).
Вот почему все эти группы моделей называют средствами когнитивной визуализации.
2. Классификации наглядности
Известно множество классификаций наглядности для обучения. В литературе выделяются следующие типы визуализации, имеющие общедидактические характеристики:
· оперативная наглядность – используются в процессе формирования знаний, умений, навыков «здесь и сейчас», базируется на опорных внешних действиях, например, «делай как я»;
· формализорованная наглядность - востребована для сознания модели в учебной деятельности, например, склонение существительных, спряжение глаголов, определение порядка в цветовом ряду и многое другое (Иван родил девчонку….; каждый охотник желает знать ….);
· структурная наглядность – применяется в процессе формирования структуры изложения материала, для выделения опорных пунктов, образцов (например, граф; схема предложения);
· фоновая наглядность – необходима в процессе моделирования специфических особенностей суммы сквозных знаний, но обеспечивающих оптимальное усвоение основных знаний (например, исключение из правил спряжения глаголов);
· 
дистрибутивная наглядность – распределительная, характеризуется структурными внешними действиями, включая размещение материала в учебника, выделение базовых определений, вопросов, знаний, кроме того, расположение слогов в слове [ □ ник Ø] и т. д.
«деятель по глаголу»
· наглядность преемственности –описывается опорностью ассоциативных связей внутри раздела, предмета, межпредметных связей.
предлагает более укрупненную группировку визуальной иллюстрации: фокальная, структурно-логическая (схематическая), теоретизированная визуализация идеализированных объектов [1].
Под фокальной наглядностью понимается фотографическое изображение объекта, когда деятельность учащихся сводится к простому считыванию и запоминанию рисунка-образца, например, бланки документов, бланк рецепта, фотография птицы определенного семейства и т. д.Фокальная наглядность информативна, близка к реальности, но малополезна как инструмент познания. Используется для развития таких эвристических операций, как сравнение, обобщение, аналогия.
Структурно-логическая наглядность способствует удержанию в памяти абстрактной информации. Как любая абстракция, она всегда неполна, и поэтому содержит в себе противоречие, побуждающее к поиску конкретно-образного начала, то есть позволяет визуализировать незримую сущность. Она необходима для воссоздания объекта, и как форма представления информации напоминает рентгеновский снимок скелета или иного органа. Её достоинство – в возможности «сосредоточить разбросанные фрагменты знаний в «ядре» теории, цементирующем концептуальное её содержание» [1, стр. 14]. К структурно-логическим можно также отнести все приемы и формы когнитивной визуализации, где в схемах отражается соподчиненность изучаемой информации, например, «дерево», «здание», «фрейм» и т. д.
Теоретизированная направленность - это не воссоздание незримой сущности, а её конструирование на основе творческой научной деятельности, например, модель молекулы, схема галактик, портрет первобытного человека по осколкам череп, плоды генной инженерии и т. п. В такой модели могут использоваться все коды одновременно: слово, рисунок, формула, чертеж, символ, число, предмет. Строятся эти модели на основе дедукции, аналогии, индукции, симметрии, инверсии, одним словом, на основе синтетического мышления.
Любая когнитивная наглядность обладает важными для обучения свойствами: компактностью, необходимой для хранения информации, удобством для анализа объекта и применения знаний на практике. Класс средств когнитивной визуализации, таким образом, включает: фреймы, кластерные схемы, радиантные схемы; графы; деревья; логико-образные, логико-смысловые, логико-знаковые, логико-символьные модели и т. д. Эти средства представляют собой современную аналитическую свернутую форму представления знаний, без которой невозможно развитие наук вообще. Поскольку в моделях число связей значительно выше числа самих элементов, то это позволяет не только перевести обучение с описательного уровня на объяснительный, но и использовать модели для контроля знаний.
Почему случился бум со средствами когнитивной визуализации? Почему такая в них потребность и спрос? Вероятнее всего, дело в информационно-знаниевой революции (Интернет, глобальные сети, потоки информации), которая требует от педагога иной интеллектуальной деятельности и в образовании, и на производстве. Формирование научной картины мира требует от ученика не только высокого уровня понимания знаний, но и переработки, запоминания и применения этих знаний на деле. Для этого учителю надо не только презентовать знания, но и логически их организовать, чтобы увеличить информационную плотность представления знаний, обеспечить универсальность установления смысловых связей в учебно-познавательной деятельности. Давление информационно-когнитивной среды столь сильно, что ученые заговорили о том, что наряду с чувственно-образным и вербально-логическим отражением знаний формируется «третья сигнальная система» отражения действительности с помощью моделей, дополняющих мышление.
1 Белова наглядность в формировании реалистического мышления учащихся: Автореф. дисс. …. канд. пед. наук. – Чебоксары, 1997.
