1.7.2. Теорії навчання

У будь-якій сфері діяльності рівень професіоналізму фахівців розподілений нерівномірно. Наприклад, на одного видатного вченого припадають десятки хороших дослідників і сотні простих виконавців. Причин цьому багато, і одна з них криється у специфіці навчання. Грунтуючись на відомому принципі Паретто, можна стверджувати, що 20 % затраченого на навчання часу дає 80 % отриманого ефекту.

На даний час не існує однозначного тлумачення фізіологічних і психічних процесів, що протікають в мозгу людини у процесі її навчання. Також не існує достатньо чіткої теорії навчання, яка дозволила б систематизувати наявні факти, пояснювати і використовувати їх для побудови ідеальних технологій навчання [Error: Reference source not found].

Вперше закономірності навчання або "закони навчання", встановлені експериментальними методами, були сформульовані Е. Торндайком і доповнені Д. Халлом, Е. Толменом і Е. Газрі [Error: Reference source not found, 19]. Вони є такими:

• Закон готовності: чим сильніша потреба, тим успішніше навчання. Закон виводиться на основі встановлення зв'язку між потребою і навчанням.

• Закон ефекту: поведінка, яка приводить до корисної дії, викликає зниження потреби і тому повторюватиметься.

• Закон вправи (занять): за інших рівних умов повторення певної дії полегшує здійснення поведінки і приводить до швидшого виконання і зниження вірогідності помилок. Пізніше Торндайк показав, що не завжди вправа, повторення сприяє спрощенню навику, хоча при моторному навчанні цей чинник є дуже важливим, сприяючи модифікації поведінки.

• Закон недавності: краще завчається той матеріал, який подається в кінці серії. Цей закон суперечить ефекту первинності - тенденції до кращого заучування матеріалу, який подається на початку процесу навчання. Суперечність усувається при формулюванні закону "ефект краю". U-подібна залежність ступеня завченого матеріалу від його місця в процесі навчання відображає цей ефект і називається "Позиційною кривою".

• Закон відповідності: існує пропорційна взаємозалежність між вірогідністю відповіді і вірогідністю закріплення.

Фундаментальними теоріями за системою поведінкового навчання є класичний метод умовних рефлексів І.П. Павлова та концепція "оперантного" навчання, що була запропонована Б.Ф. Скіннером.

І.П. Павлов (1849-1936) відкрив простий зв'язок між їжею (подразником) і виділенням слини (відповідь чи реакція) у собак. Він відмітив існування як обумовлених, так і необумовлених подразників і відповідей. Так, їжа викликала утворення слини спочатку, без якої-небудь підготовки. Але слина починала виділятися у собак і в випадку, коли лаборант входив в приміщення без їжі. Собаки асоціювали появу лаборанта з їжею; таким чином, лаборант став обумовленим подразником. Виділення слини у відповідь на лаборанта є обумовленою відповіддю. Павлов відкрив техніку для стимуляції певної поведінки. Зв'язок, відкритий Павловим, - умовний рефлекс, - ліг в основу теорії поведінки.

Від дій викладача залежить настрій студентів в аудиторії та їх поведінка. Він може бути позитивним чи негативним залежно, наприклад, від системи покарань за допущенні помилки чи поведінку.

Перші масові спроби індивідуалізації навчання грунтувалися на бажанні подолати проблему нерівномірної успішності учнів в класі чи аудиторії. Ефект нерівномірності спостерігається практично у всіх навчальних класах і, відповідно до припущення про нормальність розподілу показників успішності серед учнів, дозволяє визначити, що зі всього класу 50 % володіють нормальними або близькими до нормальних здібностями до засвоєння навчальної програми (успішністю). З другої половини, одна частина (25 %) - це учні із здібностями вище середнього, а інша частина - зі здібностями нижче середнього, учні з низьким навчальним потенціалом. Логічним виглядає припущення, що розділивши учнів на три класи, відповідно до такого розподілу, ми зможемо давати «більш обдарованим» учням розширений матеріал, а «менш розвиненим» - докладніше роз'яснювати основні моменти. Відстаючі учні не «пригальмовуватимуть» клас, а відмінники отримають більше можливостей для розвитку. Для визначення рівня знань учня застосовувався тест IQ. Даний тест розроблявся як вимірник інтелекту - універсальній і стійкій в часі психічній здатності, в основі якої може лежати генетично обумовлена властивість нервової системи переробляти інформацію з певною швидкістю і точністю.

Проте вже через декілька років практика застосування тесту IQ для розподілу по класах була визнана такою, що дискримінує за вродженою ознакою. Показник, що в першому класі учень переробляє інформацію з меншою швидкістю, зовсім не може однозначно вказувати на його низьку успішність або «неперспективність». Більш того, іноді діти з повільним темпераментом (флегматики) отримували низькі бали за тестом IQ, але повністю справлялися з шкільною програмою і отримували високі оцінки. Такий підхід став початком обліку індивідуальних відмінностей учнів при організації процесу навчання.

Паралельно з системою адаптації навчального процесу через розподіл учнів на класи згідно з інтелектуальними особливостями, існувала система програмованого навчання Скіннера. Грунтуючись на постулатах біхевіорізма, він відкидав концепцію природженості яких-небудь розумових здібностей або відмінностей. Уотсон у книзі «Біхевіорізм» писав: «Довірте мені десяток здорових нормальних дітей і дайте можливість виховувати їх так, як я вважаю необхідним, і гарантую, що, вибравши кожного з них навмання, я зроблю його тим, ким задумаю: лікарем, юристом, художником і навіть жебраком або злодієм, незалежно від його даних, здібностей, покликання або раси його предків».

Основною відмінністю моделі навчання за Скіннером від ідей Павлова з умовними рефлексами була оперантна активність учня. Умовний рефлекс, що формується в експериментах Павлова, Скіннер називав стимульною поведінкою, оскільки її формування пов'язане з асоціацією між різними стимулами і не залежить від власної активності суб'єкта. При оперантному навчанні підкріплюються лише поведінка й операції, які суб'єкт здійснює самостійно в цей момент. Велике значення має і той факт, що складна реакція розбивається на ряд простих, які наступають одна за одною, і таких, що приводять до поставленої мети. Так, навчаючи голуба складній реакції - виходу з клітки за допомогою натиснення дзьобом на важіль, Скіннер підкріплював кожен рух голуба в потрібному напрямі певним стимулом, добиваючись того, що врешті-решт він безпомилково виконував цю складну операцію. Такий підхід до формування потрібної реакції мав великі переваги в порівнянні з традиційним. Перш за все, ця поведінка була набагато стійкіша, вона дуже поволі згасала навіть за відсутності підкріплення. Скіннер звернув увагу на те, що навіть одноразове підкріплення може мати значний ефект, оскільки встановлюється випадковий зв'язок між реакцією і появою стимулу. Якщо стимул був значущим для індивіда, він намагатиметься повторити реакцію, яка принесла йому успіх.

Програмоване навчання за Скіннером, полягало в розділенні всього курсу навчання на мінімальні порції - елементи цілісних знань і умінь. Наприклад, якщо ми навчаємо дитину мити посуд, то процес розбивається на основні етапи:

• підготувати посуд до миття;

• скласти тарілки в раковину;

• наповнити її водою;

• додати миючий засіб у воду;

• крапнути миючий засіб на губку;

• відкрити кран, з проточною водою;

• узяти тарілку;

• намилити губкою;

• промити;

• обполоснути в раковині;

• змити під струменем води;

• покласти в сушку і т.д. з іншими тарілками;

• завершити роботу;

• закрити кран;

• злити воду з раковини;

• обполоснути раковину.

Кожен з етапів детально розбирається по діях, можливих помилках і непередбачених ситуаціях. Після того, як миття посуду проаналізоване, для кожної елементарної дії розробляється етап - опис завдання, питання і варіанти відповіді. У разі правильної відповіді учень просувається далі, а у разі невірної - повертається назад. Наприклад:

• Чи слід закривати витік раковини пробкою?

• Ні. Ми ж відкриваємо кран з водою.

• Так. Щоб в раковині завжди була вода.

• Спочатку необхідно закрити, щоб дати наповнитися водою, а далі відкрити.

• Спочатку необхідно закрити витік долонею, щоб наповнити водою. Далі закрити нещільно пробкою.

Останній варіант є правильним. У разі невірної відповіді, учень повернеться до попередніх етапів, де розбирається момент вибору пробки для закривання витоку.

Така система навчання сама налаштовується під швидкість сприйняття студентом нової інформації і складність завдань. Якщо студент вже знайомий, наприклад, з процесом миття посуду, то він швидко пройде всі етапи, зупинившись лише кілька разів на тонкощах технологічного процесу. Навпаки, новачок зможе, рухаючись у власному ритмі, освоїти курс за необхідний йому час. Таким чином, замість вхідного тестування і спроби на ранньому етапі відокремити “обдарованих” від “менш розвинених”, пропонується прямо у ході навчання дозувати інформацію і давати її з тією швидкістю, яка найбільш прийнятна для даного учня з урахуванням всіх його особистих здібностей.

Як один з варіантів розвитку концепції програмованого навчання, відмітимо методику Краудера, яку ще називають методикою розгалуженого програмованого навчання. Суть її полягає в тому, що кожен студент проходить навчальний курс індивідуальним шляхом залежно від правильності або неправильності відповідей. Наприклад, у разі неправильної відповіді на питання: “чи cлід закривати витік раковини пробкою?” студент може бути перемкнутий на додаткову ланку з питаннями щодо теми підготовки до миття посуду, економії води і миючих засобів. Відповідно, при правильній відповіді цей відрізок теми буде пройдений стисло з виділенням лише основних етапів роботи. Здібний студент матиме можливість швидше пройти увесь курс, і система не набридатиме йому “прописними істинами” зрозумілих питань і відповідей. Студент із слабкими знаннями з цієї теми, навпаки, зможе дізнатися і перевірити свої знання у всіх тонкощах роботи. У деякому розумінні, це забезпечує велику індивідуалізацію і більший рівень адаптації електронного курсу до особливостей учня, його знань і досвіду. Фактично, у цьому випадку ми маємо справу із програмою, що змінює свою роботу залежно від умов і яка налаштовується під особливості студента.

Варто зауважити, щослабким навчальним моментом як лінійного, так і розгалуженого програмованого навчання є мізерність, одно-манітність потоку інформації від навчальної системи до студента. Фактично, всі реакції системи зводяться до повідомлення “Вірно/Невірно” і подання наступного завдання. Процес навчання подається як послідовність проходів і тупиків з приманкою на виході з тунелю.

Саме тому наступним етапом розвитку на шляху індивідуалізації навчання стало використання змістовного зворотного зв'язку на кожну з відповідей студента. Наприклад, відповівши неправильно на питання про закривання витоку раковини пробкою, учень отримує змістовну реакцію системи саме на його варіант неправильної відповіді. Після відповіді “Спочатку потрібно закрити, щоб дати наповнитися. Потім відкрити” можна пояснити необхідність спеціальної нещільної пробки, яка дозволяє зберігати потрібний рівень води в раковині за допомогою регулювання натиску в крані. Ця формальна, на перший погляд, зміна порядку роботи різко змінює суть самого процесу навчання та його зміст.

Перш за все, для змістовного зворотного зв'язку функціонально необхідна наявність навчальних матеріалів, що заздалегідь описують суть теми, яка розглядається, її основні питання, ключові моменти і т.д. Такі матеріали дозволяють учневі ще до конкретних покрокових дій оглянути, оцінити і засвоїти тему, а водночас і розробити власну систему орієнтування в ній - когнітивну карту.

Когнітивна карта - суб'єктивна картина, що має перш за все просторові координати, в якій локалізовані окремі предмети, що сприймаються.

Поняття когнітивних карт нерозривно пов'язане з уявленням про латентне навчання. Ймовірно, найкращим експериментом, що демонструє явище латентного навчання, був експеримент, проведений Спенсом і Ліппітом в Університеті Йова [Error: Reference source not found]. Використовувався простий V-подібний лабіринт з двома цільовими ящиками. У правому кінці лабіринту розміщували воду, в лівому - їжу. Перед кожним з щоденних дослідів тварини були нагодовані і напоєні. Проте вони мали можливість бігати по лабіринту, і після кожної пробіжки їх брали з того цільового ящика лабіринту, який вони досягали, і знову поміщали в клітку з іншими тваринами.

У критичному експерименті тварини були розбиті на дві підгрупи: одну з них не годували, іншій не давали пити. Виявилося, що вже з першої спроби підгрупа голодних щурів бігла в лівий кінець, де був ящик з їжею, частіше, ніж в правий, а підгрупа щурів, що відчувала спрагу, - до правого кінця, де була вода, частіше, ніж до лівого. Ці результати показують, що в умовах попередніх недиференційованих і дуже слабо підкріплюваних стимулів тварини, проте, навчилися знаходити воду та їжу. Вони здобули когнітивну карту, тобто орієнтацію в лабіринті, хоча в ході надбання такої карти вони не проявляли будь-якої схильності - у вигляді реакцій на стимул - йти до того кінця, який пізніше став відповідати меті.

Цю теорію продовжив Б.Блум, який для досягнення навчальних цілей, запропонував іти двома основними шляхами:

• побудовою чіткої системи цілей, усередині якої виділені їх категорії і послідовні рівні (ієрархія); - такі системи отримали назву педагогічних таксономій (від грецького taxis - розташування по порядку і nomos - закон);

• створенням максимально ясної, конкретної мови для опису цілей навчання, на яку викладач може перекласти недостатньо ясні формулювання.

Таксономія позначає таку класифікацію і систематизацію об'єктів, яка побудована на основі їх природного взаємозв'язку і використовує для опису об'єктів категорії, розташовані послідовно, із зростаючою складністю, тобто за ієрархією. Розглянемо основні категорії навчальних цілей і приклади узагальнених типів навчальної діяльності, виражених через діяльність тих, що вчаться.

Пізнавання і розрізнення (студент відтворює терміни, основні поняття, відтворює правила і принципи, що використовуються, пам'ятає конкретні факти, методи і процедури). Ця категорія позначає запам'ятовування і відтворення вивченого матеріалу. Мова може йти про різні види змісту - від конкретних фактів до цілісних теорій. Загальна межа цієї категорії - пригадування відповідних відомостей.

Розуміння (студент розуміє факти, правила і принципи, інтерпретує словесний матеріал, схеми, графіки, діаграми, перетворює словесний матеріал в математичні вирази, імовірно описує майбутні наслідки, витікаючі з наявних даних). Показником здатності розуміти значення вивченого може бути перетворення (трансляція) матеріалу з однієї форми виразу в іншу, “переклад” його з однієї “мови” на іншу (наприклад, із словесної форми - в математичну). Показником розуміння може також бути інтерпретація матеріалу учнем (пояснення, короткий виклад) або ж припущення про подальший хід явищ, подій (прогноз наслідків, результатів). Такі навчальні результати перевершують просте запам'ятовування матеріалу.

Застосування (студент використовує поняття і принципи в нових ситуаціях, застосовує закони, теорії в конкретних практичних ситуаціях, демонструє правильне застосування методу або процедури). Ця категорія позначає уміння застосовувати вивчений матеріал у конкретних умовах і нових ситуаціях. Сюди входить застосування прийомів, методів, понять, законів, принципів, теорій. Відповідні результати навчання вимагають вищого, ніж розуміння рівня оволодіння матеріалом.

Аналіз (студент виділяє приховані, неявні припущення, бачить помилки й упущення в логіці міркування, проводить відмінності між фактами і наслідками, оцінює значущість даних). Ця категорія позначає уміння розбити матеріал на складові так, щоб ясно проглядалась його структура. Сюди відносяться вичленення частин цілого, виявлення взаємозв'язків між ними, усвідомлення принципів організації цілого. Навчальні результати характеризуються при цьому вищим інтелектуальним рівнем, ніж розуміння і застосування, оскільки вимагають усвідомлення як змісту навчального матеріалу, так і його внутрішньої будови.

Синтез (студент пише невеликий творчий твір, пропонує план проведення експерименту, використовує знання з різних галузей, щоб скласти план вирішення тієї чи іншої проблеми). Ця категорія позначає уміння комбінувати елементи, щоб отримати нове ціле. Таким новим продуктом може бути повідомлення (виступ, доповідь), план дій або сукупність узагальнених зв'язків (схеми для впорядкування наявних відомостей). Відповідні навчальні результати припускають діяльність творчого характеру з акцентом на створення нових схем і структур.

Оцінка (студент оцінює логіку побудови матеріалу у вигляді письмового тексту, відповідність висновку наявним даним, значущість того чи іншого продукту діяльності, виходячи з внутрішніх і зовнішніх критеріїв). Ця категорія позначає уміння оцінювати значення того чи іншого матеріалу (твердження, художнього твору, дослідницьких даних) для конкретної мети. Думки студента повинні грунтуватися на чітких критеріях. Критерії можуть бути як внутрішніми (структурними, логічними), так і зовнішніми (відповідність наміченій меті). Критерії можуть визначатися самим студентом або ж задаватися йому ззовні (наприклад, викладачем). Ця категорія припускає досягнення навчальних результатів по всіх попередніх категоріях плюс оцінні думки, засновані на позначених критеріях. Оцінка знань - систематичний процес, який полягає у визначенні ступеня відповідності наявних знань, умінь, навиків, заздалегідь запланованим. Як випливає з визначення, перша необхідна умова оцінки - планування освітніх цілей, без цього не можна судити про досягнуті результати. Інша умова - встановлення фактичного рівня знань і зіставлення його із запланованим.

Пізнавальні теорії навчання фокусуються на внутрішніх психічних процесах, які люди використовують, намагаючись зрозуміти світ через сприйняття, приписуючи інформації певні значення. Пізнавальні теорії фокусуються швидше на розумі, ніж на нервовій системі, швидше на проникливості, ніж на роздратуванні-відповідь-зв'язок, швидше на розумінні, ніж на поведінці. Фундаментальні положення системи пізнавальної теорії навчання описані Джеромом Брунером.

Брунер не бачив потреби вивчати щурів, кішок або голубів для того, щоб зрозуміти, як навчаються діти в умовах класу. Дослідник вірив, що факти і взаємини, відкритті дітьми через власні дослідження, є необхіднішими, а також довше зберігаються в пам'яті, ніж матеріал, який вони просто запам'ятали. Брунер виявив, що навчання через відкриття розвиває здатність вирішувати проблеми і додає упевненості у навчанні, оскільки діти таким чином "вчаться вчитися". Використовуючи термін "структура", він ввів принцип, що будь-яка дисципліна може бути організована у взаємозв'язану систему основних і допоміжних концепцій. Дисципліни, організовані таким чином, можна пояснити глибше й ефективніше, ніж просто за допомогою тривалого повторення фактів.

Брунер вважав, що зовнішнє заохочення є штучним засобом мотивації студентів у навчанні. Внутрішня мотивація виходить від власної цікавості учня, його бажання досягти визнання, а також працювати разом з іншими. Це вже є заохоченням саме по собі, яке самопідштовхує студента. Відповідальність вчителя полягає в тому, щоб ці природні мотивації не використовувались в комбінації з неактуальними і нудними заняттями, із зловживанням дисципліною і змаганнями серед учнів.

Таким чином, розглянуті теорії при електронному навчанні доцільно використовувати в напрямку індивідуалізації навчального процесу. Цінність індивідуалізованого курсу навчання полягатиме не в змісті навчального матеріалу, а в алгоритмі індивідуалізації й управління навчальним процесом, який створюватиме поліморфне навчальне середовище, що змінюватиметься залежно від особливостей, потреб і дій студента під час роботи з курсом.

Зворотною стороною переваг систем управління індивідуалізованим навчанням є складність їх розробки: аналізу, структуризації, обробки взаємозв'язків і т.д. При цьому варіанти помилкових відповідей і зворотні зв'язки до них можна підібрати тільки шляхом пробного навчання. Через значну трудомісткість, використання такого процесу навчання вимагає значних затрат на їх розробку.