Работа на экспериментальных площадках в Калининграде

Эксперимент по апробации когнитивной технологии начался в Калининграде на трёх площадках в 2006 году. Экспериментальная работа проходила в двух основных формах. Изучение учителями теоретических оснований когнитивной технологии обучения было организовано в очной форме. Оно осуществлялось в ходе ежегодных курсов повышения квалификации для учителей и администраторов школ-экспериментальных площадок, проводимых мной  в Калининграде. 

На занятиях учителя были познакомлены с теоретическими основами технологии (работы в области когнитивной психологии, искусственного интеллекта, инженерии знаний). Была подробно рассмотрена структура технологии, изучены инструментарий когнитивного мониторинга и способы реагирования на его данные, детально разобраны и обоснованы структуры уроков изучения декларативной и процедурной информации. Особое внимание было уделено дидактическому инструментарию, применяемому на различных этапах урока. При повторных поездках значительная часть времени была уделена тренингам по проектированию заданий различных видов для проведения входной диагностики и организации деятельности по многократной логической переработке информации на этапах первичного усвоения новой информации, диагностики и коррекции его результатов.
Сопровождение деятельности учителей по проектированию уроков на основе когнитивной технологии обучения, их проведению и анализу полученных результатов проходило в дистанционной форме путём обмена файлами сценариев уроков и аналитическими записками, которые я отправлял авторам после изучения присланных материалов. В качестве примера такой работы приведу один из первых полученных мной сценариев и мой ответ его автору.

Сценарий урока по теме «Экологические группы животных»

Цели:
образовательная: углубить и расширить знания о многообразии млекопитающих, как следствии эволюционного развития и приспособлений к разному образу жизни, систематизация знаний;
развивающая: развивать умение выявлять причинно-следственные связи, существенные признаки, классифицировать;
воспитательная: формировать коммуникативные качества, уважительное отношение друг к другу.
Ход урока.
- На протяжении нескольких уроков мы изучали класс Млекопитающие, тип Хордовые. Назовите представителей…
- Почему эти животные относятся к одному классу?
(Сходные черты строения и происхождение.)
- Почему животные, относящиеся к одному классу, такие разные?
( Разный образ жизни, питание, среда обитания, а, следовательно, адаптивные качества.)
Учитывая черты сходства и отличия, мы можем объединить животных в группы, т. е. классифицировать. Для одной и той же группы организмов классификаций можно использовать  несколько, в зависимости от  признаков, которые закладываются в их основу. Данные признаки, особенности  называются главными, существенными.
Например, классификация, которая учитывает адаптивные качества животных, называется экологической. А когда учитываются не только особенности строения, но и происхождение, степень родства, то это классификация видовая.

Работа с учебником. Прочитать текст, рассмотреть рисунки (стр. 230-233 Биология 7, В.Б. Захаров), проанализировать.
В учебнике даны 2 классификации и учащиеся должны определить, чем они отличаются.
На этом уроке пойдет речь об экологической классификации.
Какие экологические группы предлагает нам учебник?
По средам обитания животных подразделяют на гидробионтов, аэробионтов и геобионтов. Каждая из этих групп животных обладает некоторыми общими приспособлениями к сходной среде обитания. Нужно добавить, что перечисленные выше группы подразделяют на группировки по способу питания (хищники, грызуны, травоядные), типу движения (бегающие, прыгающие, роющие, ходящие, плавающие), местообитанию (открытых пространств, лесные, болотные). Эти данные заносятся в вышеуказанную схему. Анализ рисунков и текста показывает также, что в одну и ту же экологическую группу могут входить представители разных систематических групп. Например, к геобионтам можно отнести зайцеобразных, копытных, приматов и пр., а это разные отряды. Мы получаем схему родовидовых связей между понятиями классификация, систематические и экологические группы.
Далее работа в классе организуется по группам или вариантам.
Каждый вариант готовит характеристику своей экологической группы и группировки, используя текст и рисунки учебника, выявляя существенные признаки. Работа оформляется в виде таблицы или схемы. Можно обсудить с учащимися пункты, которые должны  присутствовать в их характеристике: среда обитания, представители, особенности строения (покровы, форма тела и конечностей, органы чувств, скелет, зубной аппарат). Во время устного ответа учащиеся должны обосновать, почему перечисленные ими особенности строения действительно являются  существенными. Для этого необходимо вспомнить, как наличие резцов, хищных и коренных зубов связано с разновидностью пищи, а видоизменения конечностей: ласты, копыта - со способом передвижения и т. д. Во время обсуждения учащиеся дополняют свои записи и фиксируют информацию, предоставленную учащимися других групп.
Готовая таблица или схема фактически иллюстрирует причинно-следственные связи между понятиями строение и функция.
В качестве домашнего задания можно предложить работу обратную той, что выполнялась в классе. Дается перечень животных и учащиеся должны предположить, где эти животные могли бы обитать, чем питаться и т. д., судя по особенностям строения.
Задания для первичного контроля.
Исключите лишнее. Ответ обоснуйте.
1 вариант.

2 вариант.

Представленный материал - это блок декларативной информации, относящийся к Модулю 3 «Многообразие, экологические группы».
Модуль 1. Многообразие и наука систематика.
Темы: Теория Ч. Дарвина о происхождении видов. Что такое систематика.
Виды связей: явления-теория, теория-принципы теории, причинно-следственные, родовидовые.
Задание первичного контроля усвоения информации.
Какая из предложенных диаграмм отражает взаимосвязь понятий:1) вид-популяция, 2) тип-класс, 3) биосфера-биогеоценоз? 

Модуль 2. Организм как единое целое.
Темы: Особенности внешнего строения как результат приспособления к среде обитания.
Внутреннее строение организма.
Виды связей: причинно-следственные, строение-функция, явление-применение, часть-целое.

Задания первичного контроля усвоения информации.

Исключите лишнее. Ответ обоснуйте.

2. Между 1 и 2 понятием существует связь. Найдите аналогичную связь между 3 и одним из предложенных понятий
а) тонкий кишечник : всасывание = почки : ?
дыхание, размножение, выделение
б) легкие : дыхание = спинной мозг : ?
координация, терморегуляция, условные рефлексы,  безусловные рефлексы
в) сердце : кровообращение = желудок : ?
выделение, пищеварение, всасывание
г) мышцы : движение = скелет : ?
опора, координация, движение
3. Обобщите следующие понятия одним.
а) вороньи кости, ключицы, лопатки = ?    (пояс конечностей)
б) грудной отдел позвоночника, ребра, грудина = ?   (грудная   клетка) 
г) плечо, предплечье, кисть = ?      (верхняя конечность)
д) бедро, голень, стопа = ?      (нижняя конечность)
4. Какая из предложенных диаграмм отражает взаимосвязь понятий: организм, кровеносная, дыхательная, нервная, пищеварительная, выделительная системы. Ответ обоснуйте.
      

Краткий анализ сценария

В целом представленные Вами материалы оставляют хорошее впечатление, однако нужно отдавать себе отчёт в том, что это только самое первое приближение к цели. Вам удалось разработать только некоторые виды заданий для диагностики усвоения, что является только частью проектирования учебного процесса в когнитивной технологии. Разрешите высказать несколько суждений о Ваших материалах, которые (как я надеюсь) окажутся Вам полезными в дальнейшей работе. Их следует рассматривать не как критику, а как советы, указывающие направления, в которых следует продолжать работу.

1. Из представленного Вами текста не видно, каким образом осуществляется разделение учебного материала по модулям. Для образования модуля необходимо наличие в содержании обучения процедурной информации. Поэтому проектирование учебного процесса нужно начать с анализа содержания и выделения в нём декларативной и процедурной информации. Только после этого анализа можно осуществить распределение материала тему по модулям.

2. Несколько замечаний по поводу представленного Вами сценария урока:

1)  В когнитивной технологии цели должны формулироваться диагно­стично, т. е. Вы должны обладать объективным средством диагностики для того, чтобы судить о достижении поставленной цели. Указанные же Вами цели таким качеством не обладают, так как сами понятия углубления и расширения знаний можно трактовать весьма произвольным образом. Об­разовательные цели должны быть предельно конкретны. Например, уча­щиеся должны усвоить какое-нибудь понятие. Для такой цели можно скон­струировать задания, проверяющие соответствующие умения (уметь вос­производить определение, уметь воспроизводить существенные признаки, уметь идентифицировать понятие по его описанию, уметь разделять суще­ственные и несущественные признаки и т. д.). В данном случае речь идёт о формировании в сознании учащихся нового предметного вида связи между особенностями строения млекопитающих и условиями среды их обитания, которая является частным случаем причинно-следственной связи. Поэтому Вы должны определить те действия, совершаемые учащимися с учебным материалом, по которым можно однозначно судить об усвоении ими этого вида связи. Научение этим действиям и составляет цель урока.

2) Цели, связанные с формированием коммуникативных умений, нужно конкретизировать. Речь идёт не просто о формировании умений общаться, а о формировании умений делового общения, связанного с необходимостью выполнения общей для группы деятельности. Это предполагает распределение ролей (организатор деятельности, контролёр, аналитик, экспериментатор, генератор идей, оформитель и т. д.), выполнение каждым учащимся своей части задания, участие в презентации и дискуссии, рефлексию собственной деятельности и деятельности группы в целом (это далеко не полный перечень коммуникативных умений).  Коммуникативные умения не входят в сферу интересов когнитивной технологии, однако, если Вы указываете формирование этих умений как одну из целей учебного процесса, то тогда эту цель нужно конкретизировать.    

3) Урок изучения декларативной информации имеет общую структуру. Он состоит из следующих этапов: входная диагностика, изучение новой информации, первичное усвоение новой информации, диагностика первичного усвоения новой информации, коррекция первичного усвоения, повторная диагностика первичного усвоения, повторная коррекция первичного усвоения. Последние два этапа при большом объёме новой информации могут отсутствовать, тогда диагностика первичного усвоения проводится на следующем уроке.
Для каждого этапа нужно определить форму его организации и разработать соответствующие учебные материалы. Судя по представленному сценарию, входную диагностику Вы проводите в форме устной актуализации с помощью нескольких вопросов, на которые отвечают отдельные учащиеся. Это очень неудачный способ входной диагностики, так как Вы лишены возможности получить информацию о готовности всех учащихся класса к усвоению новой информации, а прозвучавшие ответы нескольких детей создают иллюзию готовности всех учеников. Полагаю, что более адекватной формой является диктант или взаимоопрос с помощью приёма "цепочка" (более подготовленные учащиеся отвечают учителю, а затем опрашивают других учащихся). Для диктанта нужно тщательно подобрать вопросы и задания, проверяющие знания и умения, необходимые для понимания новой информации. Почему выбрано самостоятельное изучение учебника учащимися? Всем ли детям доступна такая форма? Как при этом учитываются данные когнитивного и общеучебного мониторинга? Почему выбрана групповая форма работы? По какому принципу комплектуются группы? Как учитываются данные когнитивного мониторинга? Какова роль отдельных учащихся в группе? Как диагностируется деятельность и уровень усвоения материала отдельными учащимися в группе? Почему отсутствует этап коррекции первичного усвоения? Почему для диагностики Вы используете только задания вида "исключение лишнего". Материал представляет богатейшие возможности для использования других методик (аналогии, граф-схемы, круги Эйлера, установление соответствия и др.). В какой форме проводится диагностика первичного усвоения? Как предъявляются задания? Как происходит проверка? Какие задания нужно использовать для коррекции?

3. В заданиях с использованием кругов Эйлера нужно указывать внутри кругов краткие обозначения понятий, иначе задачи могут допускать множественные решения.

Желаю успехов в дальнейшей работе.

Для просмотра продолжения отчёта о работе экспериментальных площадок в Калининграде перейдите на следующую страницу.