Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ДИДАКТИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН КАК МЕХАНИЗМ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕОРИИ СОЦИАЛЬНОГО КОНСТРУКТИВИЗМА В ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ

Вахтина Е.А. 1
1 ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», Ставрополь
В качестве решения проблемы реализации теории социального конструктивизма в практике инженерного образования предлагается технология дидактического дизайна, формирующая среду обучения заданного качества. Эта технология имеет цикличную организацию: анализ, моделирование, проектирование и конструирование на основе универсальной модели дидактического цикла. Приведены результаты применения технологии дидактического дизайна на примере университетского курса «Электротехника и электроника». В ходе исследования использовались дополняющие друг друга методы: контент-анализ научной литературы и других источников информации, обобщение опыта преподавания технических дисциплин, моделирование и педагогический эксперимент.
социальный конструктивизм
дидактическая система
технология дидактического дизайна
дидактический цикл
1. Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем // Проблемы и методы психолого-педагогического обеспечения техн. обучающих систем. – Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1977. – С. 136.
2. Вахтина Е.А. Дидактическое проектирование как технология гуманизации процесса обучения в вузе: авторефер. дис. … канд. пед. наук. – Майкоп, 2006. – С. 13–17.
3. Климов В.П. Версии и принципы дизайн-образования // Функционирование колледжа как единого учебно-научно-производственного комплекса: сб. науч. матер. российской конф. – М.: ООО «АвтоПринт», 2010. – С. 76–77.
4. Проектирование дидактических систем нового поколения для подготовки способных к инноватике инженеров / Н.К. Нуриев, Л.Н. Журбенко, С.Д. Старыгина, Е.В. Пашукова, А.Р. Ахмадеева // Образовательные технологии и общество. – 2009. – №12. – С. 417–440.
5. Ткаченко Е.В. Дидактический дизайн – инструментальный подход / Е.В. Ткаченко, Н.Н. Манько, В.Э. Штейнберг // Образование и наука. Известия УрО РАО. – 2006. – № 1 (37). – С. 58–65.
6. Чошанов М.А. Процесс непрерывного конструирования и реорганизации // Директор школы. – 2000. – № 4. – С. 56–62.
7. Чошанов М.А. Дидактика и инженерия. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2011. – С. 22–26.
8. Штейнберг В.Э. Дидактические многомерные инструменты: Теория, методика, практика. – М.: Народное образование, 2002. – 304 с.

Процесс обучения и воспитания является по своему характеру социальной активностью личности, а знание - продуктом социального и культурного конструирования. Это обстоятельство обусловливает востребованность теории социального конструктивизма (авторы идей, составляющих научный базис теории: Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, Дж. Дьюи, Дж. Келли, Ж.-Ж. Пиаже, Г. Гарднер, Н. Хомский и др.) современной образовательной практикой. Приведем конкретные примеры. Принципы теории социального конструктивизма: сотрудничество, активное обучение и критическая рефлексия лежат в основе успешно функционирующей системы дистанционного обучения - Moodle (Модульная объектно-ориентированная динамическая обучающая среда) - автор Мартин Дугиамас. В высшей степени универсальным инструментом инженерного конструирования является интерактивная среда разработки алгоритмов, визуализации и анализа данных, числовых расчетов - MATLAB разработчик - компания MathWorks.

Однако, как отмечает профессор М.А. Чошанов, получивший мировое признание в области анализа и проектирования технологий обучения, в современной педагогике социальный конструктивизм представляет собой более философию, чем методику или технологию обучения. Слабая разработанность инструментария (методов, форм, средств обучения) вызывает определенные трудности в его практической реализации. Кроме того, конструктивизм - философия, ориентированная, прежде всего, на изучение гуманитарных областей знаний. Поэтому перенос ее на естественно-математические, общетехнические и специальные дисциплины порождает проблемы, связанные со спецификой этих предметов [6]. В своей работе [7] он предлагает применение инженерного подхода через реализацию конструктивно-проектировочной функции дидактики.

В поиске ответа на вопрос, что может быть образцом для реализации данной функции в преподавании технических дисциплин, мы обратились к новому феномену культуры - дизайну. Дизайн ‒ это проектная деятельность, направленная на формирование предметной среды с заданными функциональными и эстетическими свойствами. Специфика дизайна, возникшего на стыке науки, техники и искусства, позволяет использовать его при решении задач самого разного характера - технических, экономических, социальных, культурных. Основные направления дизайна: промышленный, архитектурный, ландшафтный, текстильный и др. дополняются в настоящее время новыми направлениями, одним из которых можно назвать дизайн дидактический (С.М. Кожуховская, Н.Н. Манько, Н.В. Соснин, Е.В. Ткаченко, В.Э. Штейнберг и др.). Его место и роль в общей предметной области дизайна определяются образовательными технологиями в социальной сфере.

Дизайн в образовании по определению В.П. Климова представляет собой особую педагогическую область, позволяющую экстраполировать методы и средства проектной культуры на все уровни профессионального образования с целью их оптимизации [3].

Анализируя мнения исследователей в области педагогического проектирования (А.А. Андреева, М.И. Беляева, С.П. Ломова, В.П. Климова, С.А. Новоселова, В. Романова, Н.В. Соснина, Е.В. Ткаченко, В.Э. Штейнберга и др.), можно выделить следующие аспекты потенциальных возможностей дизайна.

Во-первых, это дизайнерский опыт моделирования сложных объектов в условиях полипарадигмальности, обусловливающей действие системы подходов: деятельностного, системного, средового, организационного, функционального, культурно-творческого и др.

Во-вторых, опыт выполнения дизайнером нескольких профессиональных функций: исследовательской, проектировочной, методической, организационной, в процессе осуществления которых ему необходимо объединить усилия различных специалистов и организаций, направленных на создание системного объекта.

В-третьих, особо следует подчеркнуть принципиально инновационный характер дизайн-деятельности, направленной на создание новых объектов, процессов и систем с новыми свойствами, т.е. конструирование новой реальности. При этом главным критерием эффективности принятия решений служат положительные изменения важных характеристик качества жизни человека. Синтез дизайна и инженерного проектирования способствует гуманизации инновационных технологий, рождает принципиально иную проектную культуру, в центре которой человек и его потребности. Перенос технологии проектирования инновационных объектов, процессов и систем в образование позволит конструировать новую образовательную реальность, нацеленную на создание условий для прироста показателей качества образования.

В-четвертых, дизайн создает не только материальные, но и культурные ценности. Он наследует и эстетически преобразует достижения предшествующей культуры, что важно для системы образования в плане преемственности в развитии, воспитании эстетических вкусов и предпочтений, формировании новых потребностей, культурных норм и ценностных установок субъекта обучения через гармонизацию и эстетизацию образовательной среды.

Продуктивный перенос в поле дидактического дизайна образа проектируемого объекта сопровождается пролонгацией на него четырех групп требований в дизайне: функциональных, социально-экономических, эргономических и эстетических. Их адаптация конкретна и также носит проектный характер [3]. Функциональный аспект дидактического проектирования нужно связывать с моделью будущей профессиональной деятельности выпускника, которая ориентирована на новый тип социального заказчика. Социально-экономическую сторону объекта дидактического дизайна можно оценивать эффективностью внедряемой системы, проекта, технологии по положительным изменениям в показателях качества обучения. В эргономических требованиях к объектам проектирования педагогической природы нужно ориентироваться, прежде всего, на психологические характеристики участников образовательного процесса. Эстетические требования дидактического дизайна должны быть направлены на создание психологического комфорта, активизацию эмоционально-образного компонента мышления, контекстного включения культурологических элементов и т.п. Данные требования должны обеспечиваться специальными содержательными и оформительскими средствами, традиционными и новыми элементами культуры учебных материалов [5].

Опираясь на вышесказанное, под дидактическим дизайном мы понимаем технологию проектирования среды обучения (дидактической среды) с заданными функциональными, социально-экономическими, эргономическими и эстетическими свойствами. Дидактическая среда (В.С. Леднев) - это специально организованная среда, направленная на создание комплекса дидактических условий, облегчающих процесс приобретения учащимися определенных знаний, умений и навыков по конкретной дисциплине, в которой цели, содержание, методы и организационные формы обучения становятся подвижными и доступными для изменения. Заметим, что цели, содержание, методы и организационные формы обучения являются элементами дидактической системы, т.е. изменения происходят в рамках определенной дидактической системы (D-системы).

Остановимся на принципиальном свойстве, характерном для любой системы, в том числе и D-системы. Будем исходить из положения о том, что каждая конкретная ее модификация обладает вполне определенными возможностями в достижении поставленной цели. Эти возможности жестко обусловлены характеристиками этой системы.

∑: {{M}, {x}, F},

где {M} - множество элементов системы, {x} - множество связей и отношений между ними; F - функция (новое свойство) системы, характеризующая ее интегративность и целостность.

В.П. Беспалько применительно к D-системе формулирует это утверждение как «закон сохранения» и называет его «первым и единственным в дидактике законом, утверждающим, что ... каждый дидактический процесс обладает вполне определенными принципиальными возможностями по качеству формирования у учащихся знаний, умений, навыков за заданное вре-
мя» [1]. Это означает, что если мы хотим получить результаты обучения заданного уровня и качества, то должны позаботиться о соответствующей модификации D-системы, функционирование которой обеспечит нужную направленность и интенсивность педагогического процесса. Таким образом, если система - это средство достижения цели, то справедливо и обратное утверждение: успешность результата обучающего воздействия определяется функционирующей D-системой.

D-система в общем случае состоит их двух составляющих:

1) личностной - педагог и студенты - совокупный субъект процесса обучения;

2) процессуальной, состоящей из следующих компонентов: целевого, содержательного, организационно-управленческого, методического и аналитико-результативного.

Выделив на примере типичных D-систем прошлого и настоящего процессуальные компоненты, выявим направленность эволюционных изменений последовательно по каждому из них. Результаты анализа представим в свернутом виде в форме таблицы.

D-системы прошлого и настоящего

Традиционная и классическая

Прогрессивистская, новая и современная
(конструктивистский подход)

1

2

Целевой компонент

Основная задача обучения - усвоение и воспроизведение студентами готовых знаний, умений и навыков.

Постановка целей преподавания.

Описание целей через направления деятельности

Основная задача обучения - развитие личности как системного целого.

Постановка целей обучения на основе их таксономии.

Описание целей через продукт деятельности

Содержательный компонент

Концепция содержания обучения представляет собой совокупность знаний, умений и навыков, подлежащих усвоению.

Подход в построении - технократический (естественнонаучный)

Концепция содержания обучения представляет собой педагогически адаптированную модель различных сторон социального опыта, который тождествен по своей структуре совокупности компонентов культуры.

Подход в построении - единство гуманитарного и технократического подходов (гуманитаризация содержания)

Организационно-управленческий компонент

Способ организации обучения - рецептивно-отражательный.

Педагог выступает как информатор, транслятор культуры. Основной способ управления - авторитарный, основанный на стимулировании деятельности с помощью отметки и других внешних факторов

Способ организации обучения - конструктивно-деятельностный.

Педагог выступает в роли менеджера, координатора совместной с обучаемыми деятельности, а также фасилитатора, т.е. помощника в самостоятельном овладении студентами способами и приемами учебной деятельности. Одной из функций педагога становится разработка системы форм организации обучения, обеспечивающих диалогическое взаимодействие его участников, другой функцией - управление процессом обучения на основе рефлексивно-системного анализа

1

2

Объектная позиция студента: студент не является субъектом образовательной деятельности, т.к. слаба мотивация, личностный смысл учения, которые определяются не содержанием самой деятельности, а внешними взаимодействиями.

Диада «преподавание - учение» реализуется во внешнем взаимодействии педагога и студента

Субъектная позиция студента: студент становится субъектом познавательной деятельности, осуществляя ее целостно на всех этапах.

Триада «преподавание - учение - саморазвитие»: к внешнему взаимодействию добавляется внутреннее изменение статуса личности педагога и студента

Методический компонент (методы и средства обучения)

Основой традиционных технологий обучения служат информационно-рецептивный и репродуктивные методы обучения, предусматривающие низкую степень самостоятельности познавательной деятельности студентов.

Средства обучения используют одномерный канал, соединяющий внешний и внутренний планы учебной деятельности

Основой личностно-ориентированных технологий обучения являются проблемный, исследовательский методы, методы проектов, контекстного, дистанционного обучения и др. Они существенно повышают степень самостоятельности познавательной деятельности студентов.

Средства обучения многомерны, т.е. используют одновременно несколько каналов связи между внешним и внутренним планами учебной деятельности

Аналитико-результативный компонент

Основные функции: выявление и оценивание результатов обучения.

Механизм реализации - анализ результатов обучения.

Оценка является внешним стимулом учебной деятельности студентов

Основные функции: социальная, воспитательная, эмоциональная, информационная и управленческая.

Механизм реализации - рефлексивно-системный анализ процесса обучения в целом.

Оценка переводится из внешнего стимула учебной деятельности во внутренний

Из таблицы видно, что D-система является динамической - функции её компонентов с течением времени трансформируются. Формирование D-системы следующего поколения осуществляется через взаимосвязанное преобразование всех процессуальных компонентов предыдущего поколения. В этом преобразовании четко прослеживаются две параллельные линии: внутрен-
няя - выявление и использование незадействованных психологических ресурсов субъектов образовательного процесса, и внешняя - привлечение ресурсов новых инструментальных средств и методов, облегчающих процесс познания. Обязательным условием преобразования является установление прямой и обратной связи между составляющими компонентами D-системы. При этом изменение одного из компонентов влечет за собой соответствующие изменения остальных.

Рассмотрим модель развития D-системы (рис. 1). Процесс развития D-системы проходит по спиральной траектории. В нем выделяют четыре фазы: моделирование, проектирование, конструирование и эксплуатацию. В первой фазе на основе изменений в требованиях к подготовке инженеров прогнозируются изменения компонентов действующей D-системы (прототип-1) и создается её модифицированная модель (прототип-2) [4]. В фазе проектирования разрабатываются содержательный и процессуальный блоки, т.е. создается дидактический проект учебной дисциплины (учебного модуля). Фаза конструирования предусматривает разработку технологических карт систем занятий по темам с последующей проверкой (апробацией) прототипа-2 и его корректировкой на основе полученных экспериментальных данных. Фаза эксплуатации состоит из двух этапов: внедрения прототипа-2 и его работы в учебном процессе.

Цикличность процесса проектирования (анализ, прогноз, проект) и цикличность функционирования проектируемых объектов (содержания учебной дисциплины и технологии его усвоения) обусловили цикличную организацию дидактического проектирования, инструментом которого стала разработанная нами логико-смысловая модель дидактического цикла (рис. 2).

pic

Рис. 1. Модель развития D-системы

pic

Рис. 2. Логико-смысловая модель «Дидактический цикл»

В качестве средств дидактического дизайна были использованы дидактические многомерные инструменты (ДМИ) В.Э. Штейнберга [8]. Такой выбор средств дидактического дизайна объясняется тем, что нужен был инструмент, который, прежде всего, облегчал бы процесс проектирования, делая его технологичным, и в то же время позволял педагогу выразить личностное отношение к предмету проектирования. ДМИ позволяют осуществлять анализ и синтез объекта (процесса) педагогического проектирования, а также универсальны и понятны любому педагогу независимо от преподаваемой им дисциплины.

Кратко о модели дидактического цикла (ДЦ).

Под ДЦ мы понимаем содержательно-организационную единицу учебного процесса, сохраняющую свою существенную характеристику. В зависимости от «масштаба» в процессе изучения учебной дисциплины выделяем следующие ДЦ: отдельное занятие, систему занятий по теме, разделу, модулю и всей дисциплине в целом. Поскольку ДЦ - часть учебного процесса и одновременно фрагмент деятельности, то в нем в соответствующем масштабе представлены все компоненты учебного процесса. Отсюда вытекает, что в основе модели «Дидактический цикл» должны лежать объективные, присущие циклам разных масштабов, существенные характеристики. Чтобы их выделить, мы совместили два универсальных цикла: познания и управления. Цикл познания: от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике, которая определяет структуру процесса усвоения знаний и цикл управления, который начинается с постановки целей деятельности и заканчивается оценкой результатов их достижения. В результате мы получили два блока существенных характеристик: первый - содержательный, включающий цели (ось К1), содержание (К2), методы научного познания (К3), с выделением гуманитарной составляющей (К4) в них, для гармоничного согласования со вторым - процессуальным блоком, включающим внешние условия (К5), дидактический инструментарий (К6), деятельность преподавателя (К7) и деятельность студентов (К8) рис. 2 [2].

Технологию дидактического дизайна мы применили к университетскому курсу «Электротехника и электроника» для студентов неэлектротехнических специальностей.

На этапе моделирования, используя универсальную модель ДЦ, мы разработали логико-смысловую модель дисциплины, суть которой заключалась в обобщенно-целостном ее описании «Электротехника и электроника». На этапе проектирования полученную модель развернули по блокам существенных характеристик и наполнили конкретно-предметным содержанием в зависимости от масштаба ДЦ и его роли в образовательном процессе следующим образом:

- построили систему логико-смысловых моделей содержательного блока в иерархической последовательности циклов разного масштаба от общего к частному (дисциплины в целом, ее блоков (частей), модулей (тем) и т.д.);

- развернули процессуальный блок в форме системы логико-смысловых моделей основных организационных форм, методов и средств обучения, образующих технологию освоения содержания дисциплины.

Связь между содержательным и процессуальным блоками выполнили построением матрицы согласования содержания и форм учебной деятельности.

На этапе конструирования на основе синтеза созданных моделей разработали технологические карты систем занятий. В итоге получили дидактический проект (ДП) учебной дисциплины «Электротехника и электроника».

Оценку эффективности разработанного ДП осуществили по результатам его экспериментальной реализации по выделенным критериям:

1) изменение интегративных качеств знаний: действенности, системности и прочности (показатели - изменения среднего выборочного значения соответствующих коэффициентов: 1 действенности, 2 системности и 3 прочности знаний и их выборочная дисперсия 45 и 6);

2) определение оптимальности проекта по его эргономическим качествам, для оценки которых исследовали влияние ДП на познавательную активность студентов Па и методическую активность преподавателей Пм. После математической обработки экспериментальных данных получили положительный прирост показателей соответствующих критериев.

В итоге мы пришли к следующему выводу: ключевая идея конструктивизма заключается в том, что знания нельзя передать обучаемому в готовом виде, а можно лишь создать педагогические условия для их успешного конструирования и расширения. Эти условия формируются дидактической средой, для проектирования которой следует использовать инженерный подход, актуальность которого вызвана масштабным внедрением информационно-коммуникационных технологий в образовании, науке, производстве и бизнесе. Механизм реализации данного подхода в преподавании технических дисциплин - технология дидактического дизайна, которая стандартизирует и оптимизирует процесс педагогического проектирования среды обучения заданного качества. Технология дидактического дизайна имеет цикличную организацию: анализ, моделирование, проектирование и конструирование на основе универсальной модели дидактического цикла.

Рецензенты:

Семенова Н.Г., д.п.н., к.т.н., профессор кафедры «Теоретическая и общая электротехника» ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», г. Оренбург;

Зайнутдинова Л.Х., д.п.н., к.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ГОУ ВПО «Астраханский государственный университет», г. Астрахань.

Работа поступила в редакцию 29.06.2011.


Библиографическая ссылка

Вахтина Е.А. ДИДАКТИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН КАК МЕХАНИЗМ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕОРИИ СОЦИАЛЬНОГО КОНСТРУКТИВИЗМА В ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 12-1. – С. 13-19;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=28840 (дата обращения: 14.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074