3. Зачем нам нужны карты памяти?
Хорошее знание предмета основано не только на простых единицах т.н. позитивного знания, основанного только на характеризации отдельных явлений, событий, процессов, предметов, но и в значительной степени их обобщении и создании твердых структур таких знаний. В этом смысле неоценимо использование системных карт, позволяющих иметь структурированное знание о предмете любого уровня общности. Ниже мы рассмотрим особенности разработки и построения системных карт (карт памяти, когнитивных карт), способных предоставить слушателям такие возможности.
Мы рассмотрим следующие элементы создания карт:
• Психологические основы концептуальных карт
• Эпистемологические основы концептуальных карт
• Построение хороших концептуальных карт
• Инструментарий программного обеспечения CmapTools
• Новая модель образования
• Концептуальные карты для оценки
• Концептуальные карты и планирование учебных программ
• Захват и архивирование экспертных знаний
Основой наших материалов стали разработки Джозефа Д. Новака и Альберто Каньяса из Института человеческого и машинного познавания, IHMC CmapTools 2006-01 Rev 2008-01, www.ihmc.us.
Основополагающая концепция карты памяти. Как их строить и как пользоваться ими
Концептуальные карты – это графические инструменты для организации и представления знаний. Они включают в себя понятия, обычно заключенные в круги или рамки какого-либо типа, и отношения между понятиями, обозначенными соединительной линией, связывающей два понятия. Слова на линии, именуемые связывающими или связывающими фразами, определяют связь между двумя понятиями. Мы определяем концепт так: это "осознанная закономерность событий или объектов, или записи событий или объектов, который обозначается маркером или ключевым словом". Маркер (метка) для большинства понятий – это слово, хотя иногда мы используем такие символы, как + или %, а иногда используется более одного слова. Предложения являются заявлениями о каком-то предмете или событии, либо естественным, либо созданным. Предложения содержат два или более понятий, связанных с использованием связующих слов или фраз для формирования значимого утверждения. Иногда они называются семантическими единицами, или единицами смысла. На рисунке 1 показан пример концептуальной карты, которая описывает структуру концептуальных карт и иллюстрирует вышеприведенные характеристики.
Рисунок 1. Концептуальная карта, показывающая ключевые особенности концептуальных карт.
Концептуальные карты, как правило, читаются сверху вниз. Другая характеристика концептуальных карт заключается в том, что концепции представлены в иерархическом порядке с наиболее инклюзивными, наиболее общими концепциями в верхней части карты и более конкретными, менее общими концепциями, иерархически расположенными ниже. Иерархическая структура для конкретной области знаний также зависит от контекста, в котором применяется или рассматривается это знание. Поэтому лучше всего построить концептуальные карты со ссылкой на какой-то конкретный вопрос, на который мы стремимся ответить, и который мы называем фокусным (фокусирующим наше внимание) вопросом. Концептуальная карта может относиться к той или иной ситуации или событию, которые мы пытаемся понять через организацию знаний в форме концептуальной карты, тем самым обеспечивая контекст для концептуальной карты.
Другой важной особенностью схемы является включение перекрестных ссылок. Это отношения или связи между понятиями в различных сегментах или областях концептуальной карты. Перекрестные ссылки помогают нам видеть, как концепция в одной области знаний, представленная на карте, связана с концепцией в другой области, показанной на карте. При создании новых знаний, перекрестные связи часто представляют собой "творческие скачки" со стороны генераторов знаний. Есть две особенности концептуальных карт, которые важны для облегчения творческого мышления: иерархическая структура, которая представлена в хорошей карте, и способность искать и характеризовать новые перекрестные ссылки.
Важная особенность, которая может быть добавлена к концептуальным картам, – это конкретные примеры событий или объектов, которые помогают прояснить значение данного понятия. Обычно они не включаются в овалы или рамки, так как они являются конкретными событиями или объектами и не представляют концепций.
СПРАВКА. Концептуальные карты были разработаны в 1972 году в ходе исследовательской программы Новака в Корнелле, где он исследовал изменения в знаниях детей о науке (Novak & Musonda, 1991). В ходе этого исследования исследователи опросили многих детей, и они обнаружили, что трудно определить конкретные изменения в понимании детьми научных концепций путем изучения записей интервью. Эта программа была основана на изучении психологии (David Ausubel. 1963; 1968; Ausubel и соавт., 1978). Основная идея в этой Ausubel когнитивной психологии заключается в том, что обучение происходит за счет усвоения новых понятий и положений в существующие концепции, структуризацию при этом проводит сам ученик. Это знание структуры, проводимое обучающимся, также называют индивидуальными когнитивными структурами. Из-за необходимости поиска лучшего способа представления концептуального понимания возникла идея представления знаний в виде концептуальной карты. Таким образом, родился новый инструмент не только для использования в исследованиях, но и для многих других целей.
Психологические основы концептуальных карт
Иногда возникает вопрос о происхождении наших первых понятий. Они приобретаются тогда, когда начинают признаваться закономерности в окружающем мире и начинается определение языковых знаков или символов для этих закономерностей. Человек различает закономерности в событиях или объектах и распознает их как те же закономерности, которые обозначены словами или символами. Это феноменальная способность, которая является частью эволюционного наследия всех нормальных людей. Обучение начинает опосредствоваться в значительной степени языковым мышлением, и следует в первую очередь пути такого процесса обучения, в котором новые значения получаются при определении отношений между более общими понятиями и предложениями и новыми понятиями и предложениями. Это приобретение опосредуется очень важным способом, когда есть конкретный опорный опыт или аргументация и наиболее приемлемо для технических и гуманитарных дисциплин.
Ausubel сделал очень важное различие между механическим запоминанием или зубрежкой и осмысленным обучением. Осмысленное обучение требует трех условий:
1. Материал, который должен быть изучен, должен быть концептуально ясен, и представлен языком и примерами, сопоставимыми с предыдущими знаниями учащегося. Концептуальные карты могут быть полезны для выполнения этого условия, как путем определения крупных общих концепций, проводимых учащимся до обучения более конкретным концепциям, так и путем оказания помощи в последовательности освоения учебного материала и учебных задач.
2. Должны демонстрироваться релевантные знания. Это условие выполняется для различных видов определения причин и предметов, но нужно быть аккуратными в построении концептуальной карты, чтобы не впасть в детали или наоборот, не быть слишком теоретичными.
3. Студент должен осознанно учиться. Одним из условий, над которым преподаватель или наставник имеет только косвенный контроль, является мотивация студентов, а именно: что выбрать, чтобы учиться, что и как пытаться включить из новых знаний в имеющиеся знаниевые платформы, и при этом не просто запоминать определения понятий, высказывания или расчетные алгоритмы. Косвенный контроль над этим выбором в основном заключается в используемых обучающих стратегиях и используемых оценочных стратегиях. Обучающие стратегии, которые подчеркивают связь новых знаний с существующими знаниями учащегося, способствуют значимому обучению. Стратегии оценки, которые побуждают учащихся связывать идеи, которыми они обладают, с новыми идеями, также поощряют осмысленное обучение. Типичные объективные тесты редко требуют большего, чем простое запоминание. (Блум, 1956; Холден, 1992). На самом деле, наихудшие формы объективных тестов или тестов с короткими ответами требуют дословного ввода ответов, и это может быть затруднено, особенно там, где новые знания ассимилируются в существующие структуры. Для этого необходимо осмысленное, особенно классифицирующее обучение. Такого рода проблема была признана много лет назад в Hoffman'S (1962) тиранией тестирования.
Как отмечалось выше, важно признать, что, поскольку люди различаются по количеству и качеству соответствующих знаний, которыми они обладают, и в силу их мотивации искать пути включения новых знаний в соответствующие знания, которыми они уже обладают, различие, имеющее значение для процесса, является не простой дихотомией, а перманентной задачей.
Творчество можно рассматривать как очень высокий уровень осмысленного обучения, и мы обсудим это дальше. Эти идеи показаны на рисунке 2.
Рисунок 2. Обучение может варьироваться от осмысленного до механического запоминания.
Творчество является результатом очень высокого уровня осмысленного обучения. Люди часто путают rote learning (рутинное обучение – зубрежку) и значимое обучение с обучающими подходами, которые могут варьироваться от прямого представления информации (которая может быть концептуально неясной или концептуально явной) до индивидуальных подходов к осмыслению знаний, где студент воспринимает закономерности и создает свои собственные концепции. Как прямая презентация и открытие методов обучения может привести к высокой рутинности или осмысленному обучению со стороны ученика, в зависимости от особенностей обучающегося и организации учебных материалов. Эти различия показаны на рисунке 3.
Рисунок 3. Рутинный учебный процесс – это не то же самое, что и учебный процесс по типу Восприятие – Открытие (Reception-Discovery).
Одним из сильных инструментов обучения это использование концептуальных карт не только как средства обучения, но и как инструмента оценивания, тем самым побуждая студентов к использованию содержательных моделей предмета (Мин. и соавт., 2000; Novak, 1990; Novak & Gowin, 1984). Концептуальные карты также эффективны в выявлении как действительных, так и недействительных идей, проводимых студентами, и это будет обсуждаться далее в другом разделе. Они могут быть столь же эффективны, как и более трудоемкие интервью для определения соответствующих знаний, которыми обучающийся обладает до или после обучения (Edwards & Fraser, 1983).
Другим важным достижением в нашем понимании обучения является то, что человеческая память-это не единственный “сосуд”, который необходимо заполнить, а скорее сложный набор взаимосвязанных систем памяти. Рисунок 4 иллюстрирует системы памяти человеческого разума, а также взаимодействия с входами наших аффективных и психомоторных входов.