Основные принципы естественной технологии обучения
Технология обучения должна соответствовать естественным эволюционно сформированным закономерностям развития функционирования центральной нервной системы человека в процессе его учебно-познавательной деятельности.
- Обучение – это целенаправленное регулируемое информационное воздействие на мозг человека с целью реализации его функциональных возможностей: развития и совершенствования мышления, памяти, речи и так далее, то есть формирование и развитие фундаментальных и специальных способностей. Преподаватель – режиссер умственной деятельности учащихся, а не источник готовых истин.
- Информационный материал выполняет двойную роль: является инструментом для реализации функциональных возможностей мозга, и обеспечивает его память жизненно необходимыми знаниями.
- Разнообразие, динамичность интеллектуальной деятельности обучаемого являются необходимым условием оптимального развития его высших психических функций (фундаментальных способностей). А однотипная, длительно текущая деятельность – основой формирования автоматизированных навыков.
- Технология обеспечивает синхронность, полицикличность функционирования первой и второй сигнальных систем обучаемого. Предъявление информации учащимся должно соответствовать законам восприятия и переработки информации.
- Процесс осознания зрительной информации интактным мозгом при обучении приведен на рисунке. (Схема составлена по результатам исследований В.Д. Глезера и Э.А. Костандова).
1 – Фрагмент зрительной информации, выделенный сконцентрированным вниманием (конкретно-чувственный образ). 2 – Основные признаки образа, выделенные левым полушарием (форма, движение, текстура и так далее). 3 – Абстрактный образ, сформированный из основных признаков. 4 – Словесный образ, словесное описание абстрактного образа, образ на первичном языке сознания. 5 – Образ на языке математики, математическая модель реального образа. Формируется через первичный язык. 6 – Подобразы, извлеченные из памяти. 7 – Воображаемый образ, формируемый из подобразов, аналог абстрактного (3). Может быть неоднократно сопоставлен с реальным (1). Чем больше сходство, тем глубже осознание информации. Недопонимание, неправильные представления связаны с искажением абстрактного образа (3), вызванного отсутствием каких-либо признаков и связей между ними (2).
ЗРЕНИЕ УЧИТСЯ У ПРИРОДЫ, ЯЗЫК УЧИТСЯ У ЗРЕНИЯ; ТАК ДОЛЖЕН УЧИТЬСЯ ЧЕЛОВЕК
- Полицикличность обеспечивает идентичность информации, формируемой на конкретно-образном и понятийном уровнях, способствует развитию целостного мышления, включающего в себя сверхсознательное (интуитивное), образное, абстрактное и подсознательное.
- Обучение опирается на эмоционально-смысловую память, при которой информация усваивается значительно быстрее, чем при механическом запоминании.
- Возрастающая самостоятельная интеллектуальная деятельность учащихся является основой учебного процесса, ибо в этом случае опыт формируется быстрее, чем при пассивном, бездумном восприятии учебной информации.
- Учебный процесс является психологически комфортным, эмоционально сбалансированным, исключающим возможности возникновения психосоматических заболеваний.
- Оценка мыслительной деятельности ученика определяется успехами, а не недостатками или ошибками. Они естественны и неизбежны, следовательно, ненаказуемы.
- Реальная индивидуализация учебного процесса возможна, если учащимся будет обеспечено право выбора вида учебной деятельности (теоретической или практической, репродуктивной или творческой направленности), связанной с особенностями и возможностями их восприятия и мышления.
Соблюдение на практике вышеперечисленных принципов в десятки-сотни раз увеличивает скорость усвоения учащимися учебного материала, способствует интенсивному развитию функциональных способностей их мозга, что подтверждено экспериментально.
Естественный цикл познания в образовательных технологиях
1. Взаимодействуя с живыми системами, необходимо понимать и учитывать законы жизни. В частности, в образовательной деятельности человека, в практике и теории обучения должны обязательно учитываться закономерности и механизмы познавательной деятельности. Искусственность и низкая эффективность технологий обучения, в основе которых лежит прямолинейное сообщение преподавателем впрок, на будущее, готовых знаний, осознана давно, вероятно, с самого возникновения образования, как сферы человеческой деятельности.
Так, великий чешский педагог Ян Амос Каменский (1592 – 1620) в своей книге «Великая дидактика» провозгласил принцип природосообразности в педагогической работе и разработал правила естественного учения и обучения. «Все из собственных корней», – говорил он и приводил такое сравнение: «...сколько на дереве не появляется древесины, коры, листьев, цветов, плодов – все это рождается только от корня. От корня у дерева является все, и нет необходимости приносить со стороны и прививать ему листья и ветви... Так и предусмотрительный строитель все устраивает таким образом, чтобы здание опиралось исключительно на свой фундамент и поддерживалось своими связями без подпорок со стороны» (Цит. по [1]).
В середине XIX века в книге «Человек как предмет воспитания. Опыт педагогической антропологии»великий русский педагог К.Д. Ушинский сформулировал свой антропологический тезис: «Если педагогика хочет воспитывать человека во всех отношениях, то она должна узнать прежде его также во всех отношениях». Он впервые прямо назвал физиологические знания необходимыми педагогу. «Читая физиологию, на каждой странице мы убеждаемся в обширной возможности действовать на физическое развитие индивида. Из этого источника, только что открывающегося, воспитание почти не черпало» [1]. Эта оценка физиологических знаний остается остро актуальной для образовательной деятельности и в наши дни.
О значении знания физиологии, антропологии в педагогической практике школы писали И.П. Павлов, В.М. Бехтерев, А.А. Ухтомский, П.Ф. Лесгафт, М. Монтессори, П.П. Блонский, Л.С. Выготский, А.Р. Лурия, П.В. Симонов и другие. Во второй половине XX века наблюдается оживление внимания работников образования к физиологическим основам педагогической работы.
Так, в конце 1960-х годов А.М. Столяренко разработал курс физиологии высшей нервной деятельности для военных педагогов и психологов [2]. В его книге «Физиология высшей нервной деятельности. Учебник для психологов и педагогов» (2009 [1]) уже присутствует раздел «Физиологическая психология и педагогика» и глава «Начала физиологической педагогики». В новом учебном пособии представлена довольно полная система нейробиологических и психофизиологических знаний, изложенных в компактной и доступной для лиц, знакомых с биологией в пределах школьного курса, форме.
В 1960-1970-х годах Б.И. Вершининым (преподаватель физики в средней школе №12 г. Томска, Народный учитель СССР) была разработана и с успехом осуществлялась в течение десятилетий система обучения, которая с полным основанием может быть определена как естественная образовательная технология [3-5]. Ее принципы, практические находки и изобретения, первоначально основанные на непосредственных наблюдениях за индивидуальной и коллективной познавательной деятельностью учащихся, были в дальнейшем тщательно выверены Б.И. Вершининым по данным современной нейробиологии. При этом, как это становится ясным сейчас, ему удалось выявить складывавшиеся в 1970-1980-х годах перспективные нейробиологические концепции сознания.
К сожалению, Б.И. Вершинин считал нежелательным перегружать нейрофизиологическими деталями свои лекции и беседы с преподавателями – слушателями его курсов в Томском областном институте повышения квалификации работников образования, а также свою книгу «Мозг и обучение» [3]. Список литературы, приведенный в этой книге, ни в коей мере не отражает объем научной литературы в области физиологии высшей нервной деятельности, освоенной им и использованной при разработке его системы обучения.
Напомним, что термин «естественные технологии» применительно к живым системам введен в 1980-х годах А.М. Уголевым [6]. Имелись при этом ввиду технологии самой Природы, то есть технологии, в которых Природа выступает не как объект технологической деятельности, а как ее субъект, как Творец, создавший все многообразие живого в процессе творения, который длится миллиарды лет и продолжается в наши дни.
«Система Вершинина», как обычно называют то, что он совершал на своих уроках, несомненно и в полной мере является естественной технологией познавательной деятельности, потому что на его уроках действительно работала в лице его учеников сама Природа, которую он стремился понять и которой он хотел помочь.
Напомним одно из главных положений концепции естественных технологий биологических систем по Уголеву: они состоят из фундаментальных блоков, универсальных для всего живого. Все формы жизни, согласно этой концепции [6], являются различными комбинациями универсальных функциональных блоков.
Один из естественных функциональных блоков, универсальный для всех форм познавательной деятельности, очевиден. Познается всегда что-то до того незнаемое, новое, новая для субъекта познания реальность. Встреча с новой реальностью является причиной и началом познавательной деятельности всегда (для любого животного, включая человека, любой биологической системы в любой конкретной ситуации).
Далее следуют познавательные действия (осмотреть, обнюхать, потрогать, осуществить какие-то манипуляции и так далее). Для начала этого этапа характерно преобладание знакомства с отдельными проявлениями, частями, признаками познаваемого объекта. Словом, приобретаются конкретные частные знания об этом объекте, имеющие дискретный, фрагментарный характер. По мере выявления взаимосвязей между первоначально выделенными отдельностями формируется целостное знание о новой реальности [4].
Сформировавшееся целостное знание является основой для завершающего этапа – свободного «вхождения» в новую реальность, успешного с ней взаимодействия.
Названные составляющие единичного процесса познания –
встреча с новой реальностью;
познавательные действия;
вхождение в новую реальность, адекватное взаимодействие с ней
– образуют универсальный естественный цикл познавательной деятельности.
Структура события познания настолько очевидна, настолько кажется чем-то само собой разумеющемся, что в традиционных формах образования ее, как правило, совершенно не учитывают, не вспоминают, о ней не думают. Временная структура учебного процесса обычно полностью или преимущественно определяется содержанием изучаемой дисциплины, ее внутренней логикой. Между тем, для того, чтобы в возможно более полной мере реализовать естественный познавательный потенциал человека, необходимо, чтобы время учебного процесса было размерено естественными циклами познания.
Б.И. Вершинин видел учебно-познавательную деятельность учащихся целиком состоящей из элементарных циклов познания. В своих беседах с учителями на курсах повышения квалификации он выделял:
организацию встречи с новой реальностью, предъявление новой реальности, при этом фактор новизны должен действительно ощущаться каждым учеником;
познавательную деятельность учащегося от самостоятельного воспроизведения каждым из них изучаемых явлений до их математического моделирования;
вхождение учащихся в новую реальность, его успешную самостоятельную деятельность, основанную на новом знании.
В соответствии с естественной структурой познавательной деятельности Б.И. Вершинин делил все изучение учебного предмета на цикл уроков. Каждый цикл уроков был универсальным функциональным блоком: он открывался целевым уроком, подготавливающим встречу каждого ученика с новой реальностью – объектом его самостоятельной познавательной деятельности, и завершался уроком практического применения знаний и уроком творчества (уроком проверки своих возможностей) [3, 4].
2. Из полных и завершенных естественных циклов познания должна быть построена образовательная деятельность любого уровня и масштабов при освоении любой специальности. Это в равной мере относится как к разделам учебного курса, к каждой учебной дисциплине, как целому, так и ко всей познавательной деятельности студента по овладению выбранной специальностью. Б.И. Вершинин полагал, что образование специалиста должно начинаться с его ознакомления с будущей профессиональной деятельностью, с предъявления студентам реалий профессии как целого.
На следующем этапе – в процессе учебно-познавательной деятельности по освоению профессии – взаимодействие всех кафедр, осуществляющих полный цикл профессиональной подготовки, должно быть организовано таким образом, чтобы студент постоянно чувствовал, что, овладевая знаниями, составляющими содержание, например, общеобразовательных дисциплин, получая фундаментальные знания, он создает основы своей успешности в осваиваемой им профессии.
Изучение специальных дисциплин образует завершающий этап естественного цикла познания – непосредственную подготовку к вхождению в профессиональную деятельность, полноценному самостоятельному функционированию как специалиста.
На всех трех необходимых этапах полного цикла образования требуется большой объем работы педагогического коллектива, во многом непривычный для людей, участвующих в течение длительного времени в традиционной образовательной деятельности. Первый этап необходимо изобретать заново. Имеющийся опыт вводных лекционных занятий, обозначавшихся как «Введение в специальность» – опыт, преимущественно отрицательный. Лекции специалистов в начале занятий на первом курсе вызывали у студентов лишь недоумение и скуку.
Формы компактного и доступного вчерашним школьникам предъявления информации о специальности надо искать. Хотя кое-что уже ясно: необходимо большое количество хорошо организованного образного материала. Лекция в этом случае – экскурсия в специальность. Соответствующим должны быть ее общий настрой, темп, интонации, взаимодействие со слушателями. В этой связи представляет интерес прием, описанный Б.И. Вершининым:
«Вот были популярны в свое время учебные фильмы. Там диктор говорит хорошо поставленным голосом на грамотном научном языке. Он обязан так говорить. А ученики этого языка не знают. Он непривычен для них, а потому непонятен. Поэтому большая часть пропускается мимо сознания. Кончится фильм – спроси, ничего не смогут рассказать. Я пробовал. После этого сделал так, чтобы звук отключался. Представьте, идет фильм, я подхожу к экрану, звук исчезает, и я сам начинаю комментировать этот фильм. Тогда был толк.
Тут есть тонкость: дети говорят и понимают на определенном, почти бытовом, языке, пока они не освоили другой. И когда приходит преподаватель вуза и читает в школе лекции (разглагольствует у доски по умному), для директора школы это престижно, а для детей это пустое место. Они сидят, таращатся... Ну, мелет дядька там чего-то, а до них ничего не доходит! Они текст учебника-то, специально для них написанного, не понимают».
Сказанное в полной мере относится к предполагаемым слушателям вводных лекций – студентам первого курса.
Подготовить необходимую визуальную информацию для таких лекций-экскурсий в специальность в наше время – дело реальное. Первый этап учебного познания студента в техническом вузе вообще должен проходить в режиме экскурсии. Соответствующим должен быть и общий настрой преподавателя и аудитории, формы подачи материала, организация представления визуальной информации, включая реальные объекты. Заинтересованный рассказ человека, хорошо лично знающего то, о чем он говорит – вот что здесь нужно. Презентации для такой лекции-экскурсии будут гораздо более насыщенными образным материалом, чем обычные лекции. Здесь ведущую роль играют восприятие и образное мышление, а они осуществляются несопоставимо быстрее, чем логическое мышление, которое доминирует у слушателей на обычной лекции.
3. По мере развертывания во времени естественного цикла познания, на последовательных его этапах на первый план выступают различные качества осваиваемого знания. На первом этапе при встрече с новым объектом познания, главным является качество новизны знания. Это должна быть реальная новизна с соответствующими субъективными переживаниями: только в этом случае будут вовлечены механизмы мозга, которые естественным образом функционируют в нашем обыденном познании.
Воспроизведем кратко нейрофизиологические механизмы, связанные с факторами новизны [3, 7 – 11].
Кора больших полушарий головного мозга (новая кора, неокортекс) образовалась в ходе эволюции у млекопитающих как вырост гиппокампа – одной из структур более древней лимбической системы мозга. Неокортекс, в эволюции, увеличиваясь в объеме, принял на себя многие функции более древних структур. Так, он способен практически полностью компенсировать отсутствие мозжечка (бывает такая патология). Но с развитием неокортекса гиппокамп не деградировал, не стал рудиментарной структурой. Напротив, по мере увеличения новой коры он также увеличивался, наращивая количество связей как с неокортексом, так и с другими подкорковыми структурами; у человека самый большой гиппокамп (по отношению к весу тела) из всех млекопитающих. Это свидетельствует о том, что гиппокамп играет какую-то ключевую роль в функционировании неокортекса – материальной основы интеллекта [7 – 9].
О.С. Виноградова в своем фундаментальном труде «Гиппокамп и память» (1975 [10]) убедительно показала, что с гиппокампом связана фиксация следов долговременной памяти. Животные и люди с удаленными или поврежденными (в частности, воздействием алкоголя [11]) гиппокампом удерживают новое лишь в течение 20 – 30 минут, то есть пока длится нейродинамическая активность и поддерживаются механизмы кратковременной памяти, с ней связанные. Через полчаса – час они встречают тот же объект как совершенно новый, никогда ранее невиданный. Это явление называют антероградной амнезией (хорошо известный еще с 1890-х годов корсаковский синдром у алкоголиков – тяжелая форма ее проявления [11]).
Функция гиппокампа по современным представлениям [9, 12] состоит в генерации высокоамплитудных импульсов в течение времени, достаточного для синтеза сложных белковых структур и осуществления изменений в синапсах, задействованных в нейродинамических процессах, которые были порождены встречей с новой реальностью. Эти синаптические изменения обеспечивают фиксацию следов новой последовательности импульсов, что позволяет «узнать» такую же последовательность, если она поступит в неокортекс впоследствии 9, 12].
Таким образом, система неокортекс – гиппокамп реагирует на встречу с новым стандартно: если неокортекс не способен прореагировать на некоторую последовательность импульсов (она «не знакома» неокортексу, ранее в нем не фиксировалась), то активность гиппокампа вынуждает структуры коры, несущие наверх последовательность импульсов, зафиксировать ее. Иными словами, если пространственно-временная последовательность новая, то она должна быть зафиксирована (структурными изменениями в синапсах, участвовавших в передаче новой информации). Так формируется долговременная память [3, 9, 10, 12].
В обыденной жизни это происходит постоянно, и, однажды столкнувшись с чем-то новым для нас, мы запоминаем это новое на всю жизнь. Есть, следовательно, основания ожидать, что познание в искусственной обстановке образовательного учреждения будет столь же легким и эффективным, как и естественное обыденное познание, если в нем будет постоянно присутствовать фактор новизны. Ощущение новизны должно сопутствовать всей учебно-познавательной деятельности студента. Поэтому учебный процесс должен быть выстроен как иерархия естественных циклов познания; в начале каждого цикла происходит встреча с новым.
Таким образом, встреча с новым не только стимулирует познавательную деятельность, обеспечивает реализацию ее естественного потенциала, но и включает механизмы долговременной памяти. Более того, механизмы долговременной памяти запускаются только встречей с объектами, ситуациями и событиями, обладающих качеством новизны. Следовательно, если мы хотим обеспечить мгновенное, с первого предъявления, запоминание учебного материала, его необходимо вводить «на гребне волны» новизны. Ощущение новизны должно сопутствовать постоянно всей учебно-познавательной деятельности. То есть необходимо, чтобы весь процесс работы по приобретению знаний и качеств специалиста представлял собой иерархию естественных циклов познания различных временных масштабов: от нескольких минут [4, 13] до всего полного цикла высшего профессионального образования.
Присутствие фактора новизны и есть, по-видимому, то неуловимое нечто, которое отличает лекции особо успешных преподавателей, таких разных во всех других отношениях: эмоциональных и сдержанных, строгих и доброжелательных, внушительных и тихих.
Способы организации встречи с новым могут быть, как в жизни, самыми разнообразными: постановка озадачивающего вопроса, эксперимент с неожиданным, парадоксальным результатом, прямое указание на новое обстоятельство (и опять-таки вопрос: а как принять это обстоятельство во внимание) и так далее. Б.И. Вершинин, например, полностью исключал объяснение нового материала учителем: при самостоятельном чтении учебника учащиеся гораздо лучше усваивают материал, ведь в этом случае они встречаются с ним впервые, и вероятность найти что-то, субъективно воспринимаемое учеником как новое, много выше, чем после объяснения учителя.
Не входя в рассмотрение многообразия возможных вариантов организации встречи с новым (они зависят от характера конкретного учебного материала и от уровня подготовки участников образовательного процесса), отметим, что новое может быть замечено учащимися и затронуть его лишь при наличии хорошо освоенного им «старого», на фоне установившихся предшествующих знаний.
Итак, на первом этапе (встречи с новым, неизвестным объектом) качеством знания, определяющим успех познания, является его новизна.
На втором этапе содержание познавательной деятельности является освоение достоверных знаний о существенных аспектах (деталях, намерениях) изучаемого объекта. Здесь доминирует анализ, овладение точным частным знанием о значимых моментах изучаемого материала, упражнения в манипуляциях с ним. На этом этапе знание утрачивает свойство новизны и приобретает качество достоверности, которое проявляется, в частности, в его воспроизводимости, а также в инструктивности – возможности сообщения другим. К концу этого этапа фрагменты освоенного точного знания выстраиваются в целостную мозаику, формируется целостное знание.
Успешность учебно-познавательной деятельности на третьем заключительном этапе естественного цикла познания (вхождение в изучаемую реальность, взаимодействие с ней) определяется тем, насколько осваиваемое студентом знание приобрело качество целостности. Присутствие у человека целостной картины изученной области знания (не осознаваемое ни им самим, ни окружающими) проявляется в уверенности, с которой новые знания применяются им в изменчивых обстоятельствах жизни, несмотря на все преподносимые ею неожиданности. Поэтому особой заботой преподавателя на завершающем этапе естественного познавательного цикла становится формирование внутренних связей осваиваемого учебного материала, а также вписание вновь усвоенного знания в контекст объемлющих систем целостного знания более высокого порядка, которыми могут быть технические системы, технологии, человек, человеческие сообщества вместе с окружением, биоценозы, жизнь на планете Земля («контекстуализация знания» [13]).
В заключение заметим, что естественные циклы познания в реальном живом учебном процессе должны быть действительно естественными, непринужденными. О них должен знать только сам преподаватель. При этом ему следует быть готовым к возможности неожиданных вариантов развития событий и к оперативному их использованию в целях повышения успешности познавательной деятельности студента.
С.Н. Постников
- Обучение – это целенаправленное регулируемое информационное воздействие на мозг человека с целью реализации его функциональных возможностей: развития и совершенствования мышления, памяти, речи и так далее, то есть формирование и развитие фундаментальных и специальных способностей. Преподаватель – режиссер умственной деятельности учащихся, а не источник готовых истин.
- Информационный материал выполняет двойную роль: является инструментом для реализации функциональных возможностей мозга, и обеспечивает его память жизненно необходимыми знаниями.
- Разнообразие, динамичность интеллектуальной деятельности обучаемого являются необходимым условием оптимального развития его высших психических функций (фундаментальных способностей). А однотипная, длительно текущая деятельность – основой формирования автоматизированных навыков.
- Технология обеспечивает синхронность, полицикличность функционирования первой и второй сигнальных систем обучаемого. Предъявление информации учащимся должно соответствовать законам восприятия и переработки информации.
- Процесс осознания зрительной информации интактным мозгом при обучении приведен на рисунке. (Схема составлена по результатам исследований В.Д. Глезера и Э.А. Костандова).
1 – Фрагмент зрительной информации, выделенный сконцентрированным вниманием (конкретно-чувственный образ). 2 – Основные признаки образа, выделенные левым полушарием (форма, движение, текстура и так далее). 3 – Абстрактный образ, сформированный из основных признаков. 4 – Словесный образ, словесное описание абстрактного образа, образ на первичном языке сознания. 5 – Образ на языке математики, математическая модель реального образа. Формируется через первичный язык. 6 – Подобразы, извлеченные из памяти. 7 – Воображаемый образ, формируемый из подобразов, аналог абстрактного (3). Может быть неоднократно сопоставлен с реальным (1). Чем больше сходство, тем глубже осознание информации. Недопонимание, неправильные представления связаны с искажением абстрактного образа (3), вызванного отсутствием каких-либо признаков и связей между ними (2).
ЗРЕНИЕ УЧИТСЯ У ПРИРОДЫ, ЯЗЫК УЧИТСЯ У ЗРЕНИЯ; ТАК ДОЛЖЕН УЧИТЬСЯ ЧЕЛОВЕК
- Полицикличность обеспечивает идентичность информации, формируемой на конкретно-образном и понятийном уровнях, способствует развитию целостного мышления, включающего в себя сверхсознательное (интуитивное), образное, абстрактное и подсознательное.
- Обучение опирается на эмоционально-смысловую память, при которой информация усваивается значительно быстрее, чем при механическом запоминании.
- Возрастающая самостоятельная интеллектуальная деятельность учащихся является основой учебного процесса, ибо в этом случае опыт формируется быстрее, чем при пассивном, бездумном восприятии учебной информации.
- Учебный процесс является психологически комфортным, эмоционально сбалансированным, исключающим возможности возникновения психосоматических заболеваний.
- Оценка мыслительной деятельности ученика определяется успехами, а не недостатками или ошибками. Они естественны и неизбежны, следовательно, ненаказуемы.
- Реальная индивидуализация учебного процесса возможна, если учащимся будет обеспечено право выбора вида учебной деятельности (теоретической или практической, репродуктивной или творческой направленности), связанной с особенностями и возможностями их восприятия и мышления.
Соблюдение на практике вышеперечисленных принципов в десятки-сотни раз увеличивает скорость усвоения учащимися учебного материала, способствует интенсивному развитию функциональных способностей их мозга, что подтверждено экспериментально.
Естественный цикл познания в образовательных технологиях
1. Взаимодействуя с живыми системами, необходимо понимать и учитывать законы жизни. В частности, в образовательной деятельности человека, в практике и теории обучения должны обязательно учитываться закономерности и механизмы познавательной деятельности. Искусственность и низкая эффективность технологий обучения, в основе которых лежит прямолинейное сообщение преподавателем впрок, на будущее, готовых знаний, осознана давно, вероятно, с самого возникновения образования, как сферы человеческой деятельности.
Так, великий чешский педагог Ян Амос Каменский (1592 – 1620) в своей книге «Великая дидактика» провозгласил принцип природосообразности в педагогической работе и разработал правила естественного учения и обучения. «Все из собственных корней», – говорил он и приводил такое сравнение: «...сколько на дереве не появляется древесины, коры, листьев, цветов, плодов – все это рождается только от корня. От корня у дерева является все, и нет необходимости приносить со стороны и прививать ему листья и ветви... Так и предусмотрительный строитель все устраивает таким образом, чтобы здание опиралось исключительно на свой фундамент и поддерживалось своими связями без подпорок со стороны» (Цит. по [1]).
В середине XIX века в книге «Человек как предмет воспитания. Опыт педагогической антропологии»великий русский педагог К.Д. Ушинский сформулировал свой антропологический тезис: «Если педагогика хочет воспитывать человека во всех отношениях, то она должна узнать прежде его также во всех отношениях». Он впервые прямо назвал физиологические знания необходимыми педагогу. «Читая физиологию, на каждой странице мы убеждаемся в обширной возможности действовать на физическое развитие индивида. Из этого источника, только что открывающегося, воспитание почти не черпало» [1]. Эта оценка физиологических знаний остается остро актуальной для образовательной деятельности и в наши дни.
О значении знания физиологии, антропологии в педагогической практике школы писали И.П. Павлов, В.М. Бехтерев, А.А. Ухтомский, П.Ф. Лесгафт, М. Монтессори, П.П. Блонский, Л.С. Выготский, А.Р. Лурия, П.В. Симонов и другие. Во второй половине XX века наблюдается оживление внимания работников образования к физиологическим основам педагогической работы.
Так, в конце 1960-х годов А.М. Столяренко разработал курс физиологии высшей нервной деятельности для военных педагогов и психологов [2]. В его книге «Физиология высшей нервной деятельности. Учебник для психологов и педагогов» (2009 [1]) уже присутствует раздел «Физиологическая психология и педагогика» и глава «Начала физиологической педагогики». В новом учебном пособии представлена довольно полная система нейробиологических и психофизиологических знаний, изложенных в компактной и доступной для лиц, знакомых с биологией в пределах школьного курса, форме.
В 1960-1970-х годах Б.И. Вершининым (преподаватель физики в средней школе №12 г. Томска, Народный учитель СССР) была разработана и с успехом осуществлялась в течение десятилетий система обучения, которая с полным основанием может быть определена как естественная образовательная технология [3-5]. Ее принципы, практические находки и изобретения, первоначально основанные на непосредственных наблюдениях за индивидуальной и коллективной познавательной деятельностью учащихся, были в дальнейшем тщательно выверены Б.И. Вершининым по данным современной нейробиологии. При этом, как это становится ясным сейчас, ему удалось выявить складывавшиеся в 1970-1980-х годах перспективные нейробиологические концепции сознания.
К сожалению, Б.И. Вершинин считал нежелательным перегружать нейрофизиологическими деталями свои лекции и беседы с преподавателями – слушателями его курсов в Томском областном институте повышения квалификации работников образования, а также свою книгу «Мозг и обучение» [3]. Список литературы, приведенный в этой книге, ни в коей мере не отражает объем научной литературы в области физиологии высшей нервной деятельности, освоенной им и использованной при разработке его системы обучения.
Напомним, что термин «естественные технологии» применительно к живым системам введен в 1980-х годах А.М. Уголевым [6]. Имелись при этом ввиду технологии самой Природы, то есть технологии, в которых Природа выступает не как объект технологической деятельности, а как ее субъект, как Творец, создавший все многообразие живого в процессе творения, который длится миллиарды лет и продолжается в наши дни.
«Система Вершинина», как обычно называют то, что он совершал на своих уроках, несомненно и в полной мере является естественной технологией познавательной деятельности, потому что на его уроках действительно работала в лице его учеников сама Природа, которую он стремился понять и которой он хотел помочь.
Напомним одно из главных положений концепции естественных технологий биологических систем по Уголеву: они состоят из фундаментальных блоков, универсальных для всего живого. Все формы жизни, согласно этой концепции [6], являются различными комбинациями универсальных функциональных блоков.
Один из естественных функциональных блоков, универсальный для всех форм познавательной деятельности, очевиден. Познается всегда что-то до того незнаемое, новое, новая для субъекта познания реальность. Встреча с новой реальностью является причиной и началом познавательной деятельности всегда (для любого животного, включая человека, любой биологической системы в любой конкретной ситуации).
Далее следуют познавательные действия (осмотреть, обнюхать, потрогать, осуществить какие-то манипуляции и так далее). Для начала этого этапа характерно преобладание знакомства с отдельными проявлениями, частями, признаками познаваемого объекта. Словом, приобретаются конкретные частные знания об этом объекте, имеющие дискретный, фрагментарный характер. По мере выявления взаимосвязей между первоначально выделенными отдельностями формируется целостное знание о новой реальности [4].
Сформировавшееся целостное знание является основой для завершающего этапа – свободного «вхождения» в новую реальность, успешного с ней взаимодействия.
Названные составляющие единичного процесса познания –
встреча с новой реальностью;
познавательные действия;
вхождение в новую реальность, адекватное взаимодействие с ней
– образуют универсальный естественный цикл познавательной деятельности.
Структура события познания настолько очевидна, настолько кажется чем-то само собой разумеющемся, что в традиционных формах образования ее, как правило, совершенно не учитывают, не вспоминают, о ней не думают. Временная структура учебного процесса обычно полностью или преимущественно определяется содержанием изучаемой дисциплины, ее внутренней логикой. Между тем, для того, чтобы в возможно более полной мере реализовать естественный познавательный потенциал человека, необходимо, чтобы время учебного процесса было размерено естественными циклами познания.
Б.И. Вершинин видел учебно-познавательную деятельность учащихся целиком состоящей из элементарных циклов познания. В своих беседах с учителями на курсах повышения квалификации он выделял:
организацию встречи с новой реальностью, предъявление новой реальности, при этом фактор новизны должен действительно ощущаться каждым учеником;
познавательную деятельность учащегося от самостоятельного воспроизведения каждым из них изучаемых явлений до их математического моделирования;
вхождение учащихся в новую реальность, его успешную самостоятельную деятельность, основанную на новом знании.
В соответствии с естественной структурой познавательной деятельности Б.И. Вершинин делил все изучение учебного предмета на цикл уроков. Каждый цикл уроков был универсальным функциональным блоком: он открывался целевым уроком, подготавливающим встречу каждого ученика с новой реальностью – объектом его самостоятельной познавательной деятельности, и завершался уроком практического применения знаний и уроком творчества (уроком проверки своих возможностей) [3, 4].
2. Из полных и завершенных естественных циклов познания должна быть построена образовательная деятельность любого уровня и масштабов при освоении любой специальности. Это в равной мере относится как к разделам учебного курса, к каждой учебной дисциплине, как целому, так и ко всей познавательной деятельности студента по овладению выбранной специальностью. Б.И. Вершинин полагал, что образование специалиста должно начинаться с его ознакомления с будущей профессиональной деятельностью, с предъявления студентам реалий профессии как целого.
На следующем этапе – в процессе учебно-познавательной деятельности по освоению профессии – взаимодействие всех кафедр, осуществляющих полный цикл профессиональной подготовки, должно быть организовано таким образом, чтобы студент постоянно чувствовал, что, овладевая знаниями, составляющими содержание, например, общеобразовательных дисциплин, получая фундаментальные знания, он создает основы своей успешности в осваиваемой им профессии.
Изучение специальных дисциплин образует завершающий этап естественного цикла познания – непосредственную подготовку к вхождению в профессиональную деятельность, полноценному самостоятельному функционированию как специалиста.
На всех трех необходимых этапах полного цикла образования требуется большой объем работы педагогического коллектива, во многом непривычный для людей, участвующих в течение длительного времени в традиционной образовательной деятельности. Первый этап необходимо изобретать заново. Имеющийся опыт вводных лекционных занятий, обозначавшихся как «Введение в специальность» – опыт, преимущественно отрицательный. Лекции специалистов в начале занятий на первом курсе вызывали у студентов лишь недоумение и скуку.
Формы компактного и доступного вчерашним школьникам предъявления информации о специальности надо искать. Хотя кое-что уже ясно: необходимо большое количество хорошо организованного образного материала. Лекция в этом случае – экскурсия в специальность. Соответствующим должны быть ее общий настрой, темп, интонации, взаимодействие со слушателями. В этой связи представляет интерес прием, описанный Б.И. Вершининым:
«Вот были популярны в свое время учебные фильмы. Там диктор говорит хорошо поставленным голосом на грамотном научном языке. Он обязан так говорить. А ученики этого языка не знают. Он непривычен для них, а потому непонятен. Поэтому большая часть пропускается мимо сознания. Кончится фильм – спроси, ничего не смогут рассказать. Я пробовал. После этого сделал так, чтобы звук отключался. Представьте, идет фильм, я подхожу к экрану, звук исчезает, и я сам начинаю комментировать этот фильм. Тогда был толк.
Тут есть тонкость: дети говорят и понимают на определенном, почти бытовом, языке, пока они не освоили другой. И когда приходит преподаватель вуза и читает в школе лекции (разглагольствует у доски по умному), для директора школы это престижно, а для детей это пустое место. Они сидят, таращатся... Ну, мелет дядька там чего-то, а до них ничего не доходит! Они текст учебника-то, специально для них написанного, не понимают».
Сказанное в полной мере относится к предполагаемым слушателям вводных лекций – студентам первого курса.
Подготовить необходимую визуальную информацию для таких лекций-экскурсий в специальность в наше время – дело реальное. Первый этап учебного познания студента в техническом вузе вообще должен проходить в режиме экскурсии. Соответствующим должен быть и общий настрой преподавателя и аудитории, формы подачи материала, организация представления визуальной информации, включая реальные объекты. Заинтересованный рассказ человека, хорошо лично знающего то, о чем он говорит – вот что здесь нужно. Презентации для такой лекции-экскурсии будут гораздо более насыщенными образным материалом, чем обычные лекции. Здесь ведущую роль играют восприятие и образное мышление, а они осуществляются несопоставимо быстрее, чем логическое мышление, которое доминирует у слушателей на обычной лекции.
3. По мере развертывания во времени естественного цикла познания, на последовательных его этапах на первый план выступают различные качества осваиваемого знания. На первом этапе при встрече с новым объектом познания, главным является качество новизны знания. Это должна быть реальная новизна с соответствующими субъективными переживаниями: только в этом случае будут вовлечены механизмы мозга, которые естественным образом функционируют в нашем обыденном познании.
Воспроизведем кратко нейрофизиологические механизмы, связанные с факторами новизны [3, 7 – 11].
Кора больших полушарий головного мозга (новая кора, неокортекс) образовалась в ходе эволюции у млекопитающих как вырост гиппокампа – одной из структур более древней лимбической системы мозга. Неокортекс, в эволюции, увеличиваясь в объеме, принял на себя многие функции более древних структур. Так, он способен практически полностью компенсировать отсутствие мозжечка (бывает такая патология). Но с развитием неокортекса гиппокамп не деградировал, не стал рудиментарной структурой. Напротив, по мере увеличения новой коры он также увеличивался, наращивая количество связей как с неокортексом, так и с другими подкорковыми структурами; у человека самый большой гиппокамп (по отношению к весу тела) из всех млекопитающих. Это свидетельствует о том, что гиппокамп играет какую-то ключевую роль в функционировании неокортекса – материальной основы интеллекта [7 – 9].
О.С. Виноградова в своем фундаментальном труде «Гиппокамп и память» (1975 [10]) убедительно показала, что с гиппокампом связана фиксация следов долговременной памяти. Животные и люди с удаленными или поврежденными (в частности, воздействием алкоголя [11]) гиппокампом удерживают новое лишь в течение 20 – 30 минут, то есть пока длится нейродинамическая активность и поддерживаются механизмы кратковременной памяти, с ней связанные. Через полчаса – час они встречают тот же объект как совершенно новый, никогда ранее невиданный. Это явление называют антероградной амнезией (хорошо известный еще с 1890-х годов корсаковский синдром у алкоголиков – тяжелая форма ее проявления [11]).
Функция гиппокампа по современным представлениям [9, 12] состоит в генерации высокоамплитудных импульсов в течение времени, достаточного для синтеза сложных белковых структур и осуществления изменений в синапсах, задействованных в нейродинамических процессах, которые были порождены встречей с новой реальностью. Эти синаптические изменения обеспечивают фиксацию следов новой последовательности импульсов, что позволяет «узнать» такую же последовательность, если она поступит в неокортекс впоследствии 9, 12].
Таким образом, система неокортекс – гиппокамп реагирует на встречу с новым стандартно: если неокортекс не способен прореагировать на некоторую последовательность импульсов (она «не знакома» неокортексу, ранее в нем не фиксировалась), то активность гиппокампа вынуждает структуры коры, несущие наверх последовательность импульсов, зафиксировать ее. Иными словами, если пространственно-временная последовательность новая, то она должна быть зафиксирована (структурными изменениями в синапсах, участвовавших в передаче новой информации). Так формируется долговременная память [3, 9, 10, 12].
В обыденной жизни это происходит постоянно, и, однажды столкнувшись с чем-то новым для нас, мы запоминаем это новое на всю жизнь. Есть, следовательно, основания ожидать, что познание в искусственной обстановке образовательного учреждения будет столь же легким и эффективным, как и естественное обыденное познание, если в нем будет постоянно присутствовать фактор новизны. Ощущение новизны должно сопутствовать всей учебно-познавательной деятельности студента. Поэтому учебный процесс должен быть выстроен как иерархия естественных циклов познания; в начале каждого цикла происходит встреча с новым.
Таким образом, встреча с новым не только стимулирует познавательную деятельность, обеспечивает реализацию ее естественного потенциала, но и включает механизмы долговременной памяти. Более того, механизмы долговременной памяти запускаются только встречей с объектами, ситуациями и событиями, обладающих качеством новизны. Следовательно, если мы хотим обеспечить мгновенное, с первого предъявления, запоминание учебного материала, его необходимо вводить «на гребне волны» новизны. Ощущение новизны должно сопутствовать постоянно всей учебно-познавательной деятельности. То есть необходимо, чтобы весь процесс работы по приобретению знаний и качеств специалиста представлял собой иерархию естественных циклов познания различных временных масштабов: от нескольких минут [4, 13] до всего полного цикла высшего профессионального образования.
Присутствие фактора новизны и есть, по-видимому, то неуловимое нечто, которое отличает лекции особо успешных преподавателей, таких разных во всех других отношениях: эмоциональных и сдержанных, строгих и доброжелательных, внушительных и тихих.
Способы организации встречи с новым могут быть, как в жизни, самыми разнообразными: постановка озадачивающего вопроса, эксперимент с неожиданным, парадоксальным результатом, прямое указание на новое обстоятельство (и опять-таки вопрос: а как принять это обстоятельство во внимание) и так далее. Б.И. Вершинин, например, полностью исключал объяснение нового материала учителем: при самостоятельном чтении учебника учащиеся гораздо лучше усваивают материал, ведь в этом случае они встречаются с ним впервые, и вероятность найти что-то, субъективно воспринимаемое учеником как новое, много выше, чем после объяснения учителя.
Не входя в рассмотрение многообразия возможных вариантов организации встречи с новым (они зависят от характера конкретного учебного материала и от уровня подготовки участников образовательного процесса), отметим, что новое может быть замечено учащимися и затронуть его лишь при наличии хорошо освоенного им «старого», на фоне установившихся предшествующих знаний.
Итак, на первом этапе (встречи с новым, неизвестным объектом) качеством знания, определяющим успех познания, является его новизна.
На втором этапе содержание познавательной деятельности является освоение достоверных знаний о существенных аспектах (деталях, намерениях) изучаемого объекта. Здесь доминирует анализ, овладение точным частным знанием о значимых моментах изучаемого материала, упражнения в манипуляциях с ним. На этом этапе знание утрачивает свойство новизны и приобретает качество достоверности, которое проявляется, в частности, в его воспроизводимости, а также в инструктивности – возможности сообщения другим. К концу этого этапа фрагменты освоенного точного знания выстраиваются в целостную мозаику, формируется целостное знание.
Успешность учебно-познавательной деятельности на третьем заключительном этапе естественного цикла познания (вхождение в изучаемую реальность, взаимодействие с ней) определяется тем, насколько осваиваемое студентом знание приобрело качество целостности. Присутствие у человека целостной картины изученной области знания (не осознаваемое ни им самим, ни окружающими) проявляется в уверенности, с которой новые знания применяются им в изменчивых обстоятельствах жизни, несмотря на все преподносимые ею неожиданности. Поэтому особой заботой преподавателя на завершающем этапе естественного познавательного цикла становится формирование внутренних связей осваиваемого учебного материала, а также вписание вновь усвоенного знания в контекст объемлющих систем целостного знания более высокого порядка, которыми могут быть технические системы, технологии, человек, человеческие сообщества вместе с окружением, биоценозы, жизнь на планете Земля («контекстуализация знания» [13]).
В заключение заметим, что естественные циклы познания в реальном живом учебном процессе должны быть действительно естественными, непринужденными. О них должен знать только сам преподаватель. При этом ему следует быть готовым к возможности неожиданных вариантов развития событий и к оперативному их использованию в целях повышения успешности познавательной деятельности студента.
Литература
1. Столяренко А.М. Физиология высшей нервной деятельности. Учебник для психологов и педагогов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009. – 463с.
2. Столяренко А.М. Физиология высшей нервной деятельности и учебно-воспитательный процесс в военно-учебных заведениях. – М.: 1979.
3. Вершинин Б.И. Мозг и обучение. Методика реализации функциональных возможностей мозга. Учебное пособие. – Томск: Изд-во Томск. политехн. Ун-та, 1996. – 76с.; Вершинин Б.И. Мозг и обучение. Методика реализации функциональных возможностей мозга. Издание 3-е. Исправленное и дополненное. – Томск: Лито-Принт, 2007. – 86с.
4. Вершинин Б.И., Попов Л.Е., Постников С.Н., Слободской М.И. Состояние души. Беседы о педагогике как науке о реализации функциональных возможностей мозга. – Томск: Изд-во Томск. гос. архитект-строит. ун-та, 2003. – 337с.
5. Вершинин Б.И., Постников С.Н. Сборник задач по физике для 9-11 классов средней школы. – Томск: «Пеленг», 1997. – 154с.
6. Уголев А.М. Естественные технологии биологических систем. – Л.: Наука, 1987. – 317с.
7. Mountcastle V. An Organizing Principle for Cerebral Function/ The Unit Model and the Distributed Sistem.//Edelman G. and Mountcastle V., eds. The Mindful Brain. – Cambridge, Mass.: MIT Press, 1978.
8. Маунткасл В. Организующий принцип функции мозга – элементарный модуль и распределенная система//
9.Эдельман Дж., Маунткасл В. Разумный мозг. – М.: Мир, 1981. – С.15 – 67.
10. Хокинс Дж., Блейксли С. Об интеллекте. – М.: ООО «ИД Вилльямс», 2007. – 240с.
11. Виноградова О.С. Гиппокамп и память. – М.: Наука, 1975. – 334с.
12. Попова Э.Н., Полянский, Никольская К.А., Сагимбаева Ш.К., Кривицкая Г.П., Кешелава С.Д. Мозг и алкоголь. – М.: Наука, 1975. – 334с.
13. Роуз С. Устройство памяти. От молекул к сознанию. – М.: Мир, 1995. – 384с.
14. Попов Л.Е., Лесняк Л.И. Эмоции и учнебно-познавательная деятельность. – Томск, 1988.
15. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Влияние будущего: роль человека в процессах коэволюции//Математика, компьютер, образование. Часть 1. – Москва – Ижевск: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2002. – С.207 – 228.
1. Столяренко А.М. Физиология высшей нервной деятельности. Учебник для психологов и педагогов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009. – 463с.
2. Столяренко А.М. Физиология высшей нервной деятельности и учебно-воспитательный процесс в военно-учебных заведениях. – М.: 1979.
3. Вершинин Б.И. Мозг и обучение. Методика реализации функциональных возможностей мозга. Учебное пособие. – Томск: Изд-во Томск. политехн. Ун-та, 1996. – 76с.; Вершинин Б.И. Мозг и обучение. Методика реализации функциональных возможностей мозга. Издание 3-е. Исправленное и дополненное. – Томск: Лито-Принт, 2007. – 86с.
4. Вершинин Б.И., Попов Л.Е., Постников С.Н., Слободской М.И. Состояние души. Беседы о педагогике как науке о реализации функциональных возможностей мозга. – Томск: Изд-во Томск. гос. архитект-строит. ун-та, 2003. – 337с.
5. Вершинин Б.И., Постников С.Н. Сборник задач по физике для 9-11 классов средней школы. – Томск: «Пеленг», 1997. – 154с.
6. Уголев А.М. Естественные технологии биологических систем. – Л.: Наука, 1987. – 317с.
7. Mountcastle V. An Organizing Principle for Cerebral Function/ The Unit Model and the Distributed Sistem.//Edelman G. and Mountcastle V., eds. The Mindful Brain. – Cambridge, Mass.: MIT Press, 1978.
8. Маунткасл В. Организующий принцип функции мозга – элементарный модуль и распределенная система//
9.Эдельман Дж., Маунткасл В. Разумный мозг. – М.: Мир, 1981. – С.15 – 67.
10. Хокинс Дж., Блейксли С. Об интеллекте. – М.: ООО «ИД Вилльямс», 2007. – 240с.
11. Виноградова О.С. Гиппокамп и память. – М.: Наука, 1975. – 334с.
12. Попова Э.Н., Полянский, Никольская К.А., Сагимбаева Ш.К., Кривицкая Г.П., Кешелава С.Д. Мозг и алкоголь. – М.: Наука, 1975. – 334с.
13. Роуз С. Устройство памяти. От молекул к сознанию. – М.: Мир, 1995. – 384с.
14. Попов Л.Е., Лесняк Л.И. Эмоции и учнебно-познавательная деятельность. – Томск, 1988.
15. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Влияние будущего: роль человека в процессах коэволюции//Математика, компьютер, образование. Часть 1. – Москва – Ижевск: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2002. – С.207 – 228.
С.Н. Постников
10245
2012.04.01 12:00:00
