7.6 Среды для поддерживающей информации

Поддерживающая информация помогает учащимся строить в процессе проработки когнитивные схемы, связывая новую информацию с имеющимися у них долговременными знаниями. Традиционными средствами представления поддерживающей информации являются учебники, преподаватели и реальные объекты. Учебники содержат описание теории, модели предметной области и в меньшей степени SAP, которые могут помочь учащимся решать проблемы и выполнять нетривиальные задачи. Преподаватели на своих лекциях обычно обсуждают основные моменты теории, демонстрируют или предоставляют экспертные модели SAP, а также обеспечивают когнитивную обратную связь по результатам работы учащихся. Для иллюстрации теории используются реальные объекты или описания реальных объектов.

Как уже говорилось в главе 2, новые технологии могут взять на себя некоторые или даже все эти функции. Они могут представлять теоретические модели и кейс-стади в высокоинтерактивной форме, объяснять подходы к решению проблем и иллюстрировать эти подходы, показывая, например, экспертные модели на видео или в компьютерных моделях. Они также позволяют учащимся обсуждать представленную информацию и обмениваться идеями. В следующих подразделах мы вкратце рассмотрим мультимедиа, гипермедиа, микромиры, эпистемические игры и социальные сети.

Мультимедиа

Мультимедиа можно кратко определить как презентации, содержащие текст (письменный или устный) и изображения (иллюстрации, фотографии, анимацию или видео). Майер (2014) описывает множество принципов использования мультимедиа в дизайне обучения. Принципы, важные для проработки поддерживающей информации, — это, например, принципы мультимедийности, самостоятельного выбора темпа обучения, сегментации и избыточности (Van Merriënboer & Kester, 2014; примеры см. в таб. 7.4). Основным является принцип мультимедийности. Согласно этому принципу корректное сочетание текста и изображений больше способствует обучению, чем только текст или только изображения. Это основано на теории двойного кодирования, впервые выдвинутой Алланом Пайвио (1971), который утверждал, что люди обрабатывают и представляют вербальную и невербальную информацию в отдельных, связанных системах. Если при обучении информация кодируется как вербальными, так и визуальными средствами, она с большей вероятностью запомнится, поскольку ее можно получить по двум различным каналам — зрительному и слуховому. В результате информация легче обрабатывается учащимся и у него остается больше когнитивных резервов для ее осмысления. Принцип самостоятельного выбора темпа обучения гласит, что контроль учащихся над темпом предоставления информации может способствовать лучшей проработке материала. Потоковая информация (видео, анимация) может не дать учащимся достаточно времени для необходимой глубокой переработки. Если учащиеся смогут ставить поток на паузу, у них будет возможность повторно анализировать новую информацию, чтобы соотнести ее с уже имеющимися знаниями. Также для потоковой информации — такой как, например, анимация, иллюстрирующая динамическую модель предметной области, или видеозапись эксперта, моделирующего процесс решения конкретной проблемы, — важен принцип сегментации. Согласно этому принципу важно разделить поток на значимые сегменты, поскольку это помогает учащимся воспринимать структуру, лежащую в основе показанного процесса или процедуры (то есть возможные последовательные шаги), а также потому, что паузы между сегментами дадут учащимся дополнительное время для анализа этих сегментов (Spanjers, van Gog, & van Merriënboer, 2010). Наконец, принцип избыточности гласит, что представление избыточной информации (то есть проговаривание текста при одновременном представлении точно такого же текста в письменном виде) отрицательно сказывается на обучении. Этот принцип интуитивно непонятен, поскольку большинство людей считают, что представление одной и той же информации в различных видах может помочь обучению. Но чтобы определить, что информация из разных источников избыточна, учащиеся должны сначала обработать ее. Кроме того, они должны семантически декодировать оба источника информации (даже если они находятся в разных модальностях), что увеличивает нагрузку на рабочую память. Оба этих фактора могут препятствовать проработке и осмысленному обучению.

Таблица 7.4. Принципы мультимедийности в разработке поддерживающей информации

Гипермедиа

Шагом за рамки мультимедиа является гипермедиа, нелинейная среда информации, включающая графику, аудио, видео, простой текст и гиперссылки, связанные друг с другом через узлы (Gerjets & Kirschner, 2009), позволяющие пользователям перемещаться и взаимодействовать с несколькими типами мультимедийного контента нелинейным образом. Это расширяет концепцию гипертекста, где текстовые ссылки могут вести к другим текстовым документам, включая разнообразные мультимедийные элементы. Эта взаимосвязанная среда повышает вовлеченность пользователей и обеспечивает гибкие пути для поиска и исследования информации. Это стало основой большинства используемых систем онлайн-обучения. Безусловно, самой обширной системой гипермедиа является Всемирная паутина. Большинство сред онлайн-обучения используют гипермедиа, а самые современные пытаются моделировать динамическую нейронную сеть учащегося (Baillifard et al., 2023).

Некоторые авторы утверждают, что гипермедиа могут помочь учащимся в разработке и глубокой обработке представленной информации, поскольку их структура в определенной степени повторяет способ организации человеческих знаний в виде элементов и определенных значимых отношений между этими элементами. Но верно и обратное. Саломон (1998) описывает «дефект бабочки»: учащиеся прокручивают информацию на экране компьютера, пропуская ссылки на те или иные части информации, чтобы быстро перейти к следующим частям, не зная их ценности и не имея плана. Щелкая по ссылкам, они часто забывают о том, что на самом деле искали. Это приводит в лучшем случае к очень хрупкой сети знаний, а в худшем — к массе интересных, но неактуальных кусочков информации (а не знаний). Вторая проблема, также отмеченная Саломоном, заключается в том, что учащиеся не принимают гипермедиа всерьез (скорее как возможность расслабиться, подобно телевизору) и переходят от одного информационного элемента к другому, не прилагая усилий для глубокой обработки и проработки информации.

Один из подходов к такому проектированию гипермедиа, чтобы стимулировать проработку информации, можно найти в теории когнитивной гибкости (Jonassen, 1992; Lowrey & Kim, 2009). Эта теория исходит из предположения, что идеи связаны с другими идеями множеством различных отношений, что позволяет человеку принимать несколько точек зрения на конкретную идею. Например, если в кейс-стади описывается конкретная машина, описание может быть дано с точки зрения ее конструктора, пользователя, рабочего, который должен ее обслуживать, продавца, который должен ее продать, и т. д. Сравнение и сопоставление различных точек зрения помогает учащемуся лучше обрабатывать и понимать поддерживающую информацию.

Микромиры

Микромиры представляют собой особую категорию мультимедиа, поскольку они предлагают весьма интерактивные тематические исследования. Микромир — это упрощенная и контролируемая среда или область, предназначенная для облегчения обучения, экспериментирования или исследования конкретных концепций, идей или навыков. Микромиры, как правило, небольшие, интерактивные и адаптированы к конкретной образовательной цели, где пользователи могут манипулировать переменными и наблюдать за результатами. Микромиры, часто используемые в образовательных учреждениях, позволяют учащимся экспериментировать в конкретной области, способствуя глубокому пониманию посредством практического опыта и открытий. Микромиры помогают учащимся строить концептуальные модели, структурные модели, модели причинно-следственных связей и их комбинации. Микромир царства животных поддерживает изучение концептуальных моделей, например представляя учащимся таксономию различных классов (млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, насекомых и т. д.), предлагая определения и возможность изучить примеры представителей различных классов (просматривая изображения или видео). Для поддержки изучения структурных моделей можно представить объекты художественного конструирования в виде набора строительных блоков или планов, позволяющих учащимся экспериментировать с проектированием и составлением решений и наблюдать за последствиями изменения конструкции. Такая симуляция может предоставить учащемуся набор строительных блоков для проектирования интегральных схем, фабрик, заводов или даже американских горок (как в RollerCoaster Tycoon®). Наконец, для поддержки изучения причинно-следственных моделей процессы можно представить таким образом, что они позволяют учащимся изменять настройки определенных переменных и наблюдать за влиянием этих изменений на другие переменные. Такие симуляции процессов могут быть относительно простыми, вроде модели для изучения взаимосвязей между скоростью ветра, количеством турбин и текущей мощностью в ветряной электростанции (см. симуляцию на рис. 7.4, которая была разработана в Go-Lab; De Jong et al., 2014), или чрезвычайно сложными, как модель передового производственного процесса в химической промышленности.

Некоторые микромиры представляют собой полностью иммерсивные трехмерные цифровые среды, в которых пользователи чувствуют себя внутри и частью этого микромира посредством виртуальной реальности (VR). Например, VR-симуляцию, в которой учащиеся могут исследовать молекулярные структуры или исторические места, можно считать иммерсивным микромиром.

Рис. 7.4. Симулятор ветряной электростанции для изучения взаимосвязей между скоростью ветра, количеством турбин и текущей мощностью (www.golabz.eu)

Эпистемические игры

С микромирами в некоторой степени связаны эпистемические игры (Collins & Ferguson, 1994). Термин «эпистемический» относится к знанию и познанию. Цель эпистемических игр — научить игроков мыслить как профессионалы, решая проблемы, отражающие реальные проблемы этих профессий, а также помочь игрокам развивать мыслительные процессы и навыки решения проблем, характерные для этих дисциплин. Таким образом, эпистемические игры представляют собой деятельность по генерированию знаний, которая требует от учащихся структурировать и/или реструктурировать информацию и предоставляет новые способы рассмотрения поддерживающей информации. Их цель — разобраться в сложных явлениях и процессах в мире. Они используют наводящие вопросы или другие стратегии исследования, которые способствуют активизации уже имеющихся знаний и выработке новой информации. Кроме того, они включают в себя комплекс правил, стратегий и действий, связанных с конкретными репрезентациями (т. е. эпистемическими формами, такими как концептуальные, структурные и причинные модели). Например, в эпистемической игре «Урбанистика» студенты играют роль стажеров в городском планировании, которым поручено перепланировать пешеходный торговый центр. Для выполнения этой задачи студенты получают план городского бюджета, письма от общественных групп,которые хотят иметь право голоса в процессе перепланировки, модель географической информационной системы региона для изучения влияния изменений на различные показатели и т. д. Студенты должны найти компромисс и обосновать свои решения, прежде чем представить окончательное предложение городскому совету (см. Bagley & Shaffer, 2009, 2011).

Микромиры и эпистемические игры похожи тем, что они предоставляют обучающимся возможность пройти своего рода производственную практику для достижения лучшего или более глубокого понимания поддерживающей информации, полезной для выполнения учебных задач. Это можно назвать виртуальным опытом, в отличие от непосредственного опыта, который дают учебные задачи. Основная цель микромиров и эпистемических игр — не помочь учащимся развить сложный навык или профессиональную компетенцию (как в случае со смоделированными средами задач и серьезными играми; см. шаг 1 в главе 4), а помочь им построить посредством активного исследования и экспериментов ментальные модели устройства реального мира.

Социальные медиа

Общение с соучениками, как и совместное обучение, помогает учащимся эффективно прорабатывать поддерживающую информацию (Beers et al., 2007)). Например, в проблемно-ориентированном обучении учащиеся обычно работают в малых группах, и мозговой штурм заданной проблемы помогает им активизировать имеющиеся знания, что облегчает связь новой информации с тем, что они уже знают Loyens et al., 2011). Групповые обсуждения сталкивают учащихся с альтернативными идеями и точками зрения, до которых они сами не додумались бы, помогая им установить дополнительные значимые связи между представленными элементами информации. Они также заставляют учащихся обрабатывать информацию таким образом, чтобы они могли изложить ее своими словами. Групповые занятия с обратной связью знакомят учащихся с процессами решения проблем и решениями других учащихся, позволяя сравнить и сопоставить их со своими собственными процессами решения проблем и решениями.

Социальные медиа могут поддерживать мозговой штурм, групповое обсуждение, сбор обратной связи и т. д. При правильном использовании социальные медиа могут стимулировать учащихся к разработке и глубокой обработке новой представленной информации, но при неправильном использовании они могут также привести к поверхностному обучению или отсутствию обучения вообще (Kirschner, 2015). Что касается всех образовательных медиа, в конечном итоге, важно не само медиа, а то, что с ним делается.