ХРОНИКА РАЗРАБОТКИ ДИДАКТИЧЕСКОЙ МНОГОМЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ В.Э. Штейнберг, д-р пед. наук, канд. техн. наук, профессор, Башкирский государственный педагогический университет имени М. Акмуллы, г. Уфа

«Бипланам ДМТ с солярными ЛСМ принадлежит будущее небо образования»

Образовательная отрасль вступила в сложный и противоречивый процесс реконструкции, выпускники общей и профессиональной школы должны еще более гибко адаптироваться к изменяющимся социально­экономическим условиям, обладать самостоятельностью, оперировать значительными объемами научной информации, критически мыслить и генерировать идеи, успешно включаться в высокотехнологичные производства.

Начало этапа педагогической технологизации характеризовалось следующими направлениями:

- поиск подхода к реализации принципа орудийности деятельности (или дидактико-инструментальности) и, соответственно, ключевого компонента дидактического обеспечения с функциями моделирования, информподдержки, программирования логических действий, уплотнения и свертывания информации, перехода от неалгоритмизированных операций к алгоритмоподобным структурам мышления и деятельности;

- актуализация потенциала визуального канала восприятия информации и, соответственно, основных свойств (иллюстративных, мнемических, регулятивных) когнитивной наглядности;

- выявление ресурсов технологии подготовительной деятельности и, соответственно, эффективности предупреждения рисков и планирования успеха.

Контекстом упомянутых попыток явились нарастающая активность в восстановлении роли и места наглядности на иных, более высоких, антропологическом и социокультурном уровнях и поиск средств визуального представления больших объемов информации в специально преобразованной, концентрированной и логически удобной форме. В основе этих внешне различных тенденций лежит, по нашему мнению, ключевой фактор - актуализация функций более ранней исторически и более мощной информационно первой сигнальной системы, ее координация с тонкой аналитической второй сигнальной системой при выполнении моделирующей деятельности. При этом механизм интериоризации в создаваемых технологиях обучения все более дополнялся параллельным выстраиванием структур, образов знаний во внешнем и внутреннем планах, между которыми инициировался интерличностный диалог, или аутодиалог. Благодаря этому дидактика интенсивно осваивает простейшую схемотехнику (структурно-логические схемы, листы урока и т.п.), формализуются сценарии технологий обучения, ведется поиск средств когнитивной визуализации. Однако инструментальный подход - неочевидное и далеко не общепризнанное направление в дидактике, хотя, как это ни парадоксально, он сущностно связан со всеми эффективными педагогическими подходами и концепциями (субъектно­деятельностный подход, компетентностный подход, развивающее обучение, ориентировочные основы действий, укрупнение дидактических единиц, графическое сгущение информации и т.д.).

В 2011 году исполнилось двадцать лет со дня начала поисковых исследований в области инструментальной дидактики, в ходе которых научному коллективу с так называемыми распределенными в пространстве и во времени параметрами (в работе участвовали и ученые, и практики) удалось разработать Дидактическую многомерную технологию (ДМТ). Промежуточные результаты исследований «порционно» публиковались в течение длительного времени (диссертационные исследования, монографии, статьи). За это время на трудовую вахту заступило не одно поколение педагогов и соискателей, которым затруднительно по отдельным публикациям представить общую картину поискового процесса, что и является темой данной статьи.

Рис. 1. Координаты существования техники

Центральная задача исследования сформировалась в Отраслевой школе научно-технического творчества (1985-1987 г.г.) при изучении в политехнической группе инженерами предприятий авиационной отрасли курса «Теория и практика поиска новых технических идей и решений», а также в Общественном университете патентоведения и технического творчества при Областном совете ВОИР (Всесоюзное общество изобретателей и рационализаторов) [1]. На занятиях требовалось выполнять разбор поисковых задач в обобщенной форме, понятной различным специалистам (прибористы, сварщики, гидравлики, электроаппаратчики и т.п.). После ряда попыток, неожиданно была нарисована лучеобразная система координат, на которых размещались узловые элементы содержания занятия по разбору задач (рис. 1) с обобщенной информацией, а каждый специалист данную информацию в своем конспекте заменял конкретной технической информацией. Такие опорно-узловые координаты и стали прототипом будущих Логико-смысловых моделей (ЛСМ).

В последующий период (1990-1992 г.г.) опытно-экспериментальные работы выполнялись в рамках Инновационного научного центра «Майевтика-ХХ1» совместно с педагогами учреждений профессионального образования: училищем художников №155, училищем торговли №137, Уфимским технологическим институтом сервиса. Накопленный опыт был систематизирован и в 1991 году представлен в НИИ проблем высшего образования (НИИВШ). Экспертная группа в составе таких известных специалистов, как Н.Ф. Талызина, Ю.Г. Татур, В.С. Кагерманьян и другие вынесла положительное решение и рекомендовала опубликовать представленные материалы в Обзорной информации НИИ ВШ [2] (данные материалы удостоены серебряной медали ВДНХ СССР).

Рис. 2. Опорно-узловые координаты технологии логико-эвристического проектирования профессионального образования Заметим, что в те давние времена в распоряжении разработчиков еще не было таких программ, как Windows и Word, поэтому координаты приходилось строить ломаными линиями в Dos (рис. 2), а вся конструкция получила название «Опорно-узловая система координат - ОУСК» (1993г.). С 1992 года исследования переместились в БИПКРО (Башкирский институт повышения квалификации работников образования), где была создана кафедра технологии проектирования образовательных систем и процессов, и продолжались шесть лет. За эти годы был разработан пакет научных и методических материалов [3; 4] и развернута опытно-экспериментальная работа в общеобразовательных школах г.г. Уфа, Салават, Стерлитамак, Агидель, а также в ряде районов республики. Многочисленные учебно-методические разработки учителей школ по различным предметам опубликованы в полутора десятках выпусков «Библиотечки теории и практики инноватики образования» [5], а появление упомянутых компьютерных программ Windows и Word позволило повысить качество графического оформления новых дидактических средств (рис. 3) и заменить

первичное их название (опорно-узловая система координат) более точным определением - «Логико-смысловые модели - ЛСМ» (1996 г.).

Рис. 3. Логико-смысловая модель «Теория и практика текста» (Л.З. Магадиева, г. Агидель)

В то же время значительные накопленные экспериментальные результаты нуждались в научном анализе и последующем исследовании, поскольку определилась роль логико-смысловых моделей как универсальных дидактических инструментов в определенной дидактической технологии. По данной причине работа с 1999 года была продолжена уже в Научной лаборатории Башкирского педагогического института, позднее - Башкирского педагогического университета имени М. Акмуллы. Опыт проектирования занятий с использованием логико-смысловых моделей был исследован и представлен как ««Конструкторско­технологическая деятельность (КТД) преподавателя в современных условиях» (1998 г.) [6], а технология проектирования и применения логико-смысловых моделей получила название «ДИДАКТИЧЕСКАЯ МНОГОМЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ - ДМТ» [7; 8] (1999 г.).

Концепция ДМТ (рис. 4) основана на приведенных методологических принципах и заключается в представлении подаваемого на занятии учебного материала в аудиоформе и, параллельно, в визуальной, специально преобразованной, концентрированной и логически удобной форме с помощью дидактических инструментов (как упоминалось выше, информационная мощность аудиоканала - приблизительно 27 %, а информационная мощность визуального канала - приблизительно 85 %). Это позволяет восстановить роль информационно более мощной первой сигнальной системы и скоординировать ее работу с работой тонкой, аналитической второй сигнальной системы в процессе восприятия, осмысления и фиксации учебного материала, а дидактические инструменты должны выполнять регулятивные, мнемические и иллюстративные функции.

Накапливающаяся в процессе занятия информация аккумулируется с помощью логико-смысловых моделей в бинарной, или двухкомпонентной, форме: в виде суммы ключевых слов и их логической организации в особой многокоординатной (солярной) графике.

В 2000 году были завершены исследования социокультурных и антропологических оснований логико­смысловых моделей, определена их инструментальная роль в технологиях обучения как дидактических многомерных инструментов, рассмотрены системные характеристики. Результаты работы, представленные как научное исследование [9] и в форме многофункциональной монографии [10], включали обоснование новой дидактической категории «многомерность», за десять лет получившей в педагогике широкое распространение [11], изучение культурологического характера «солярности» (лучеобразности) как графической особенности отображения знаков, символов, геральдики, астрологических календарей, топологии малых поселений и т.п. [12], выявление взаимосвязи феномена когнитивно-динамической ориентиации человека в материальных и абстрактных (знаниевых) пространствах и соответствующих графических отображений упомянутых пространств

[13]. Результаты исследований позволили определить логико-смысловые модели как одну из форм реализации новых дидактических средств, получивших название «ДИДАКТИЧЕСКИЕ МНОГОМЕРНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ - ДМИ» (позднее были разработаны «дидактические навигаторы», «дидактические трансформеры», «дидактические когнитивные карты» и др.).

Рис. 4. Концепция дидактической многомерной технологии

Информационный «портрет» ДМИ образуют следующие значимые факторы:

- упоминавшиеся ранее когнитивные принципы представления информации, благодаря применению которых образуются семантически связные системы отображения учебного материала; они приобретают при размещении на координатно-матричных каркасах образную форму и характеристики моделей (в семантически связных системах модельного типа не бывает «излишних», либо «недостающих» структурных элементов);

- «семантические фракталы Штейнберга» [12], образующиеся при развертывании семантически связных систем и представляющие аналоги абстрактных и материальных фракталов благодаря координатно­матричному каркасу - при определенных условиях любой узел, расположенный на координате или в узле матрицы, может образовывать систему миникоординат (рис. 5).

Рис. 5. Рекурсивность координатно-матричного каркаса

«Семантические фракталы Штейнберга» обладают рядом важных дидактических свойств:

- солярная графика позволяет правому полушарию воспринимать их как целостный образ, содержащий ключевые слова (которые должны быть преимущественно не глаголами), то есть координатно-матричные каркасы являются визуально удобной формой представления информации;

- координатно-матричный каркас программирует выполнение универсальных ряда учебных действий по переработке и усвоению знаний - разделение информации на группы, попарное сравнение и упорядоченное расположение групп, выделение узловых элементов содержания, выбор основания и упорядоченное расположение узловых элементов на координатах, установление смысловых связей между узловыми элементами, свертывание обозначений координат, узловых элементов и связей до ключевых слов (аббревиатур, символов и т.д.);

- семантически связная система ключевых слов «солярного» графического типа направляет мышление на достраивание недостающих или исключение избыточных фрагментов, облегчает оперирование элементами системы, облегчает запоминание разнородной информации в свернутой форме и ее восстановление при пользовании, инициирует эффект аутодиалога пользователя с многомерным мыслеобразом, вынесенным во внешний план познавательной деятельности (в основе семантических сетей лежит идея о том, что любые знания можно представить в виде совокупности понятий некоторой предметной области и связей между ними);

- ДМИ одновременно являются и объектами дидактики и объектами семиотики; основным носителем информации (или смысловым компонентом) выступают не только ключевые слова, но и специальные графические элементы, символы (конвенциональные знаковые системы); вспомогательным носителем информации (или логическим компонентом), является графический «солярный» образ - координатно-матричный каркас, относящийся к образным знаковым системам и идеальным моделям; благодаря объединению смыслового/понятийного и логического/образного компонентов в систему образуется информационная модель образно-понятийного типа, представляющая знания на естественном языке или в иной форме при мультикодовой презентации информации; к семиотическим признакам модели относятся жесткая структурированность, универсальность и семантическая связность, благодаря чему поддерживаются процедуры анализа и синтеза знаний, представленных на естественном языке.

К важнейшим, наряду со структурными и интерфейсными характеристиками ДМИ, относятся следующие дидактические характеристики:

- усиление познавательного потенциала технологий обучения при дополнении описательного изложения учебного материала объяснительным с помощью ДМИ при включении межпредметных связей и укрупнении дидактических единиц, при рассмотрении гуманитарного фона научного знания (сведений о том, кто, где, когда, по какой причине, каким способом открыл изучаемое в теме знание, кто развивал его, как оно применяется в настоящее время в науке, производстве и быту);

- актуализация воспитательного потенциала технологии обучения при включении этапов переживания изучаемого знания художественно-эстетического способом и оценивания прикладной, нравственной и иной значимости на основе ДМТ;

- реализация контрольной функции с помощью ДМИ при выявлении смысловых связей, например, при числе узловых элементов 8х4=32 число коротких связей более 900, более длинных связей - соответственно меньше, что вполне достаточно для фронтального опроса и контроля за пониманием изученной темы на уровне объяснения;

- развитие важных качеств мышления субъектов образования - многомерности, произвольности и аутодиалогичности при использовании ДМИ, благодаря чему высвобождаются ресурсы мышления для оперирования дополнительными объемами информации, проектирования и дидактического моделирования, экспликации и визуализации проблемных ситуаций, ведения творческого поиска;

- поддержка механизмов памяти и улучшение контроля за значительными объемами информации благодаря логически удобному представлению знаний на естественном языке в свернутой форме (так называемый «порог Миллера» составляет 5-7 единиц информации/узловых элементов содержания, удерживаемой в оперативной памяти).

Рис. 6. Инвариантная структура учебного занятия

Инвариантная структура учебного занятия, спроектированная в соответствии с социокультурными и антропологическими основаниями, на макроуровне развертывается в этапы познания, переживания и оценивания изучаемой темы, а на микроуровне - в этапы предметно-ознакомительной, аналитико-речевой и моделирующей видов учебной познавательной деятельности (рис. 6).

Начиная с 2000 года, тема «Дидактические многомерные инструменты» постоянно включалась в перечень НИР Уральского отделения РАО ('НрУ/игогао.геури.ги^йе.php?o=shp&p=2), Научная лаборатория приказом по университету была переименована в «Научную лабораторию дидактического дизайна в профессиональном и педагогическом образовании» и получила статус «Научной лаборатории УрО РАО», результаты работы «Дидактические многомерные инструменты для технологий обучения» отмечены Дипломом и

премией Уральского отделения РАО (2003 г.), а в 2010 г. Научной лаборатории за вклад в выполнение научно­исследовательских работ УрО РАО была вручена Наградная доска УрО РАО.

За период 2000-2010 г.г. проведены опытно-экспериментальные работы по всей «вертикали образования», включая ДОУ (г. Уфа - ДОУ №№ 227 и 279), общеобразовательные школы (г. Уфа - гимназия № 93, лицей № 68, СОШ № 37), учреждения НПО (г. Уфа - лицеи №№ 155 и 137), ссузы (г. Нефтекамск - Машиностроительный колледж; г. Уфа - Топливно-энергетический колледж), вузы (г. Уфа - БГПУ им. М. Акмуллы, БГМУ, БИРО). Педагогическое проектирование с использованием логико-смысловых моделей осваивали не только учителя, аспиранты, преподаватели СПО, но и доктора наук; в Интернете можно обнаружить большое число учебно-методических разработок педагогов России, выполненных с использованием логико-смысловых моделей (они представлены на сайте Научной лаборатории - http://dd.oprb.ru). Промежуточные результаты исследований активно публиковались в общефедеральных научных журналах (“Образование и наука: 2001 - №4; 2002 - № 4, 5, 6; 2003 - № 2, 4; 2005 - № 1, 3; 2006 - № 1; 2010 - № 7; “Школьные технологии: 2000 - № 1, 2, 3, 6; 2001 - № 1; 2002 - № 2, 4; “Образование в современной школе: 2002 - № 6, 7; 2004 - № 9; “Известия Академии педагогических и социальных наук: Вып. 111 - 2003, Вып. IV - 2005; “Сибирский педагогический журнал: 2004 - № 1; 2007 - № 1; 2010 - № 5; “Практическая психология и логопедия: 2004 - № 4; 2005 - № 3; 2006 - № 2; 2009 - № 4; “Педагогический журнал Башкортостана: 2005 - № 1; 2007 - № 1; 2008 - № 4; “Директор школы: 2009 - № 1; “Известия Алтайского государственного университета: 2009 - №2; “Профессиональное образование. Столица: 2010 - № 9). В «Энциклопедии образовательных технологий» [14; 15] представлены достижения отечественных ученых, сопровождаемые уникальным классификационным аппаратом; определенный вклад в разработку теории и технологии инструментальной дидактики [16] внесли сотрудники Научной школы «Дидактический дизайн в общем и профессиональном образовании» Башкирского государственного педагогического университета имени М. Акмуллы и одноименной научной лаборатории Уральского отделения РАО и Академии профессионального образования (д.пед.н., профессор В.Э. Штейнберг - руководитель; к.пед.н., доцент Н.Н. Манько; д.м.н., профессор Р.Г. Галиев; к.пед.н. А.Ю. Шурупов; к.пед.н., доцент С.А. Арсланбекова; к.пед.н., доцент Ф.Ф. Ардуванова; к.пед.н. Т.А. Посягина и другие).

Разработка теории и технологии «Дидактического дизайна - ДД» является логическим развитием инструментальной дидактики и дидактической многомерной технологии [17; 18], что позволяет перейти от традиционных форм создания наглядных дидактических средств к проектированию их на адекватных антропологических, социокультурных и информационных принципах, на основе логико-смыслового моделирования знаний. Дизайн, по определению, - проектная деятельность, направленная на формирование предметной среды с требуемыми функциональными и эстетическими качествами. Такая деятельность получила значительное распространение и предполагает особое качество образованности, наличие проектной культуры и техники моделирования, а также междисциплинарного, интегрирующего мышления, необходимых для успешного решения задач развития промышленной, природной, человековедческой, эстетической и иной культуры в различных сферах деятельности (рис. 7).

дизайн среды

И ИНТЕРЬЕРА

Рис. 7. Направления дизайна

Например, в дизайн-образовании термин «дизайн-дидактический» применяется по отношению к тематическому направлению дипломных работ: проекты педагогических систем и их компонентов, например, учебной среды; разработка иллюстративно-графического или текстового обеспечения какой-либо учебной дисциплины; проекты учебного или методического пособия; разработка технологий обучения дизайну [19].

Представляется, что в более широком плане дидактический дизайн целесообразно распространить на всю матрицу образования в координатах «вертикаль образования» - «учебные предметы» и использовать для проектирования дидактического обеспечения технологий обучения (например, на основе инструментальной дидактики). Для этого необходимы новые направления научного поиска: исследования педагогического потенциала феномена когнитивной визуализации дидактических объектов, а также важного механизма интеллекта - когнитивной проекции [20; 21; 22]. Новые знания обеспечат продолжение естественной эволюции дидактических наглядных средств, при которой на каждом следующем этапе ранее реализованные в дидактических средствах функции не исчезают, а аккумулируются в разработках следующего поколения. Например, функции дидактических средств третьего поколения сдвигаются от поддержки простых универсальных логических действий к более сложным сценариям деятельности (анализ, синтез и т.д.).

Наряду с целевыми разработками, в Научной лаборатории дидактического дизайна выполняются прикладные культурологические проекты: проект «Жизнь замечательных мелодий» (http://shanson-

e.tk/forum/showthread.php?t=13194), основанный на технологии сравнительного музыкослушания, представляет собой нетривиальный и неочевидный авторский подход к подбору и составлению моноантологий всемирно известных эстрадных и классических произведений (например, «Summertime», «Petite Fleur», «Bessame Mucho», «Black Orfey», «Torna A Surriento», «Pearl Fishers», «For Elise» и множество других). Отобранные, отредактированные и расставленные последовательно высокохудожественные, выразительные аранжировки позволяют прочувствовать многомерный, часто неожиданный образ, порожденный вариациями исходной мелодии [23]. Аудиобиблиотека проекта «ЖЗМ» включает 75 томов (http://dd.oprb.ru), с которыми знакомятся педагоги экспериментальных площадок, редакции журналов, сотрудники лаборатории.