Публикации автора

Цель. Цифровая трансформация образования определяет необходимость переосмысления целей и смыслов учебного процессе и, в настоящее время, связана с проблемами современности, расширением роли искусственного интеллекта. Работа посвящена представлению таксономии учебных целей с позиций ментальной модели мышления, позволяющую проектировать новые образовательные результаты при цифровой трансформации образования.

Методология и методы. В отличие от таксономии Блума, главной целью современного образования является формирование и развитие вычислительного мышления. Основой для построения таксономии учебных целей служит ментальный подход, представляющий совокупность принципов и стратегий организации образовательного процесса, нацеленных на формирование и развитие когнитивных способностей обучаемого. Для выявления сущности вычислительного мышления применяется ментальная модель мышления, в которой когнитивные функции определяются механизмами восприятия, запоминания, структурирования и извлечения информации. В этой модели знания представляют структурную совокупность ментальных образов, ментальных схем и ментальных моделей с опорой на 1, 2, и 3-ю сигнальные системы.

Результаты. Рассмотрение ментальных особенностей современного человека в цифровом обществе, определение 3-й сигнальной системы в связке «человек + ИКТ + искусственный интеллект», в которой основную роль играют ментальные схемы и ментальные модели, позволило сформулировать этапность целевых установок образовательного процесса в виде таксономии учебных целей. Таксономия учебных целей начинается с заданием ментальной энтропии – как предметным полем будущей профессиональной деятельности специалиста, содержащим вопросы, задачи и проблемы. Они могут быть сформулированы традиционными учебными целями в виде: знать, уметь, владеть. Конкретизация этих целей приводит к целевым ориентирам по составу, объему и содержанию предметных ментальных образов, ментальных схем и ментальных моделей. Совокупность ментальных образов, схем и моделей представляют знаниевый блок. Параллельно ему задается восходящий целевой блок универсальных когнитивных операций, которыми должен овладеть современный специалист. Вершиной таксономии является вычислительное мышление. На основе ментальной модели мышления выявлена сущность вычислительного мышления и составлен набор универсальных когнитивных операций. Сформирован базовый состав ментальных моделей, определяющих когнитивное поведение человека в цифровом обществе.

Вычислительное мышление – это вид мышления с активацией понятийно–абстрактной и понятийно–машинной надстроек ментальных образов, ментальных схем и моделей в контуре 3–й сигнальной системы.

Заключение. Предложенная ментальная таксономия учебных целей определяет вектор направления цифровой трансформации образования для достижения главного результата – вычислительного мышления. Этапность формирования и качество вычислительного мышления определяется сформированностью набора универсальных когнитивных операций, объемом и содержанием ментальных образов, ментальных схем и ментальных моделей предметной области.

Цель исследования. Современные средства и методы обучения, как правило, неявно опираются на модель «черный ящик». В отличие от нее, модель «белый ящик» имеет явные дидактические преимущества. К сожалению, их сложно реализовать в образовательном процессе в связи с отсутствием доступных способов конструирования этой модели. Целью исследования является разработка технологии конструирования модели «белого ящика» в виде структурно-ментальной схемы расчетных задач в области элементарной физики. Эта технология предполагает использование вычислительных примитивов для построения задачных схем путем их суперпозиции. Материалы и методы. Разработка технологии конструирования модели «белый ящик» в виде структурно-ментальной схемы расчетных задач в области элементарной физики. Использование вычислительных примитивов для построения задачных схем путем их суперпозиции. Определение сложности конкретной задачи через количество примитивов, участвующих в «маршруте» хода решения. Организация обучения студентов по модели «белый ящик» с визуализацией процесса формирования умений решать расчетные задачи. Результаты. Схемы имеют возможность обеспечить прочность и полноту формирования умения решать задачи у обучаемого. При этом многообразие маршрутов и набор весов его путей составляют информационную модель обучения. В качестве примера представлены структурно-ментальные схемы по теме «тепловые явления». Они показывают необходимость использования нескольких типов примитивов, в частности, примитивов-функций, примитивов-суммы. Структурно-ментальные схемы позволяют организовать обучение студентов по модели «белый ящик», визуализировать процесс формирования и развития у обучаемых умений решать расчетные задачи, тем самым обеспечивая контроль и самоконтроль учебной деятельности. Заключение. Опираясь на положения ментального подхода, предложена технология построения структурно-ментальных схем, представляющих когнитивный образ мыслительной деятельности по решению расчетных задач. Базовой основой технологии являются вычислительные примитивы, с помощью которых конструируются задачные схемы путем их суперпозиции. Сложность конкретной задачи определяется количеством примитивов, участвующих в «маршруте» хода решения. Предложенная технология применима для построения структурно-ментальных схем расчетных задач в различных предметных областях.