5.2. Схемно-знакові моделі подання знань

«Стиск» і візуалізація навчальної інформації технологічно може бути досягнута різними методичними прийомами й відповідно до цього відомі різноманітні схемно-знакові моделі подання знань. Тут повний простір для творчої ініціативи викладача й студента. Як приклад приведемо найбільш популярні у форми подання навчальної інформації.

1. Логічна структура навчальної інформації у формі графа.

Як правило, граф як візуальний засіб навчання в практиці використовується рідко. Проте, його можна ефективно використовувати в якості ООД на вступній лекції, або як «Резюме» на заключній лекції. Опанувавши методикою складання графів, студенти легко можуть самостійно справлятися з більшими обсягами роботи з текстом, а викладач - здійснювати оперативний контроль засвоєння ними навчального матеріалу. Приклад графа навчальної інформації наведений на малюнку 8.3.

2. Продукційна модель являє собою набір правил або алгоритмічних приписань для подання якої-небудь процедури рішення. Якщо звичайна інструкція складається з декількох, а іноді й великої кількості правил (продукцій), то продукційна модель зводить їх в одну візуальну композицію з усіма зв'язками й розгалуженнями. Як варіант цієї моделі можна запропонувати схеми, («навчальні карти»): карти ООД (орієнтовна основа дій) і карти ОСВД (оперативна схема виконання дій) . В основу «навчальних карт» покладена теорія поетапного формування розумових дій П.Я. Гальперина й структура учбово-пізнавальної діяльності:

УД = ООД + ВД + КД.

Схема ООД - це учбово-методичний засіб, що представляє собою структурно-логічну схему практичної дії, що допомагає правильно орієнтувати рухові, перцептивні, розумові й мовні дії. Саме поняття «схема тут носить умовний характер, тому що може бути реалізована й в інших методичних засобах» .

На малюнку 5.2. представлений приклад схеми ООД по виконанню розумових дій з області правової діяльності.

Якщо ООД - це алгоритм рішення конкретного завдання, то ОСВД являє собою загальний алгоритм навчальної діяльності за рішенням завдань із опорою на схеми ООД. «Оперативна схема виконання дій» показує логікові аналізу завдання, направляє хід розумових пошуків, фізичних або сенсорних дій з умовами заданого завдання, для того, щоб одержати необхідний результат.

Рис5.2. Фрагмент схеми ООД «Дисциплінарна відповідальність працівника»

3. Логічна модель найчастіше використовується для запису математичних аксіом і теорем з використанням логіки предикатів, що дозволяє скоротити кількість записуваних «знаків» у кілька разів. Наприклад, словесний виклад теореми «Якщо дві прямі а й у паралельні третій прямій з, те вони паралельні між собою» можна стиснути до наступного виду: (а || з, в || с) → (а || в). У даному словесному записі 67 знаків, а в логічній моделі - усього 15.

Така форма запису дозволяє відмовитися від вказівок типу «Очевидно, що ...», «Звідси треба ...» і т.п. Аналізуючи підручники по різних предметах, можна зустріти значні порції описової інформації, які бувають настільки великі, що, досягши кінця фрагмента тексту студенти нерідко забувають, про що говорилося вище, втрачають нитку міркувань, не можуть з'єднати окремі висловлення.

Логічні моделі широко використовують викладачі не тільки математики, але й інших, у тому числі гуманітарних, предметів. Багато студентів удосконалюють конспектування лекцій, переводячи розгорнутий виклад викладача у форму логічної моделі.

4. Модель семантичної мережі. Як правило, використовується для розкриття обсягу поняття, тобто тих різновидів, які характеризують даний предмет. Прикладом семантичної мережі можуть служити формально-логічні прийоми відбиття блоків інформації великого масштабу. Графи, блок-схеми, термінологічні гнізда також є різновидами семантичних мереж. У міру їхньої побудови не тільки розширюється обсяг поняття, але й установлюються межпонятийные зв'язку з вище, нижче, поруч вартими поняттями. На малюнку 5.3. наведена семантична мережа моделей подання знань.

Рис. 5.3. Моделі подання знань

Використання семантичних мереж дозволяє змінити погляд на самі принципи викладу навчальної інформації - стає можливим активний зоровий аналіз структури навчального матеріалу. При цьому обсяг текстової інформації зменшується, опускається більшість із проміжних логічних операцій, ретельні й докладні викладення заміняються образами. Подання факту стає можливим провести візуально без докладного текстового опису.

5. Когнитивно-графічні елементи «Древо» і «Будинок» будуються за принципом блок-схем. Тут важлива послідовність основних компонентів у досліджуваній теорії: підстава – ядро – додаток. У підставі, як правило, представлені опорні поняття, факти, способи дій, актуалізація яких необхідна для вивчення її ядра. Додаток містить навчальний матеріал, що забезпечує реалізацію внутріпредметних, міжпредметних зв'язків і вихід на практику. Спеціальні дослідження про вплив форми пред'явлення ООД на результат засвоєння показує, що ці моделі ефективно впливають на процес навчання, тому що техніка їхньої побудови ґрунтується на методі сходження від абстрактного до конкретного. «Будинок» теми доцільно використовувати для відбиття структури якої-небудь фундаментальної теорії, вивчення якої необхідно надалі при вивченні багатьох тим. Схематично «Будинок» складається з «фундаменту» (методологічний рівень), «корпуса» (теоретичний рівень), «даху» (прикладний рівень). На малюнку 5.4. показаний варіант подання когнитивно-графічних моделей «Древо» і «Будинок».

Рис. 5.4. Когнитивно-графічні елементи «Древо» і «Будинок»

6. Фреймова модель. (Фрейм - рамка, кістяк, кістяк, мінімальний опис явища). Фрейм у технології навчання - це одиниця подання знань, заповнена в минулому, деталі якої при необхідності можуть бути змінені відповідно до ситуації. Звичайно фрейм складається з декількох осередків (слотів), кожний з яких має своє призначення. За допомогою фреймової моделі можна «стискати», структурувати і систематизувати інформацію у вигляді таблиць, матриць. Прикладом даної моделі може служити фрейм книги, представлений на рис.5.5.

Найменування: КНИГА
Атрибути
ПЛЕТІННЯ		ЗМІСТ
ТИТУЛЬНИЙ АРКУШ		ВВЕДЕННЯ
ТЕКСТ		РОЗДІЛИ
АНОТАЦІЯ		ВИСНОВОК
ІЛЮСТРАЦІЇ		ДОДАТОК
ОБСЯГ	ФОРМАТ		…

Рис. 5.5. Фреймова модель

7. Схемоконспект або конспект-схема може розглядатися як окремий випадок фреймової моделі. Її автор В.М. Каган обґрунтовує застосування конспектів-схем тим, що сприйняття образів і явищ залежить від глибини проникнення в них. Краще запам'ятовуються ті образи, які розкриті з усіх боків і на всіх рівнях. Це ставиться до будь-якого об'єкта вивчення. Так, образ літака сприймається на першому рівні глибини проникнення в образ як його зовнішній опис (фюзеляж, крила), на другому рівні – взаємодія з навколишнім середовищем (піднімальна сила, швидкість), на третьому рівні сприймаються процеси і явища, що відбуваються у двигуні, турбіні, крилі. В.М. Каган виділяє п'ять рівнів глибини й зв'язує їхнього певним чином у конспект-схему. По периметру схеми розташовуються блоки, що відбивають: зовнішній опис об'єкта вивчення; взаємодія його з навколишнім світом; внутрішні механізми, процеси, гіпотези; застосування теорії в практиці. У центрі схеми розташований блок із вказівкою на невирішені в даній області проблеми. Розташування блоків у конспект - схемі зображено на рис.5.6