РЕАЛИЗАЦИЯ КОНТЕКСТНОГО ПОДХОДА НА ОСНОВЕ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ В ИТ ОБРАЗОВАНИИ

РЕАЛИЗАЦИЯ КОНТЕКСТНОГО ПОДХОДА НА ОСНОВЕ
ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ В ИТ ОБРАЗОВАНИИ
Петренко Ольга Леонидовна (o-l-petrenko@yandex.ru)
Московский институт открытого образования
Хорошилов Алексей Владимирович (khoroshilov@ispras.ru)
Институт системного программирования РАН, г. Москва
Аннотация
В работе рассматриваются вопросы реализации идей контекстного
обучения на основе проблемных ситуаций для формирования технических
и, что более важно в современных условиях, нетехнических компетенций
ИТ-специалистов. Обсуждается классификация подходов к формированию
контекстной образовательной среды как одного из ключевых факторов
эффективности обучения.
Одним из аспектов становления инновационной экономики
является бурный рост объемов знаний и рост сложности задач,
связанных с накоплением и передачей знаний, что уже входит в сферу
образования. Следует отметить, что в контексте задачи инновационного
обновления спектр знаний, которым надо учить, существенно шире, чем
набор знаний и умений, ассоциирующихся с традиционными курсами
фундаментальных и инженерных наук. Одной из основных задач
подготовки специалистов является обеспечение нового подхода к работе
со знаниями. Мы предлагаем начать решать ее с развития различных
компетенций студентов, позволяющих не только работать с
содержанием учебного курса, но и уметь встраивать извлеченные знания
в различные проекты, использовать их в новых ситуациях.
Можно
рассмотреть
следующие
способы
формирования
компетенций студентов:
 К существующим курсам добавляются самостоятельные курсы,
направленные на формирование недостающих компетенций.
 Доучивание после окончания вуза.
 Реализация контекстного подхода через ролевые игры.
 Реализация контекстного подхода через проблемные ситуации.
Одним из перспективных подходов, который позволяет приблизить
подготовку
выпускников
вузов
к
требованиям
реальных
производственных процессов является контекстный подход к обучению
[1]. В соответствии с контекстным подходом учебная деятельность
состоит из двух взаимосвязанных частей: предметной и социальной. К
предметной относится содержательная часть деятельности, основанная
на знаниях и способах их использования. Социальная часть отражает
социокультурную и нравственную сущность человека.
Проблемная ситуация - это, по определению А.М. Матюшкина,
“особый вид мыслительного взаимодействия субъекта и объекта;
характеризуется таким психическим состоянием, возникающим у
субъекта (учащегося) при выполнении им задания, которое требует
найти (открыть или усвоить) новые, ранее не известные субъекту знания
или способы действия. Психологическая структура проблемной ситуации
включает: а) познавательную потребность, побуждающую человека к
интеллектуальной деятельности, б) неизвестное достигаемое знание или
способ действия, в) интеллектуальные возможности человека,
включающие его творческие способности и прошлый опыт” [2].
Общее правило разработки проблемной ситуации: выявляются
противоречия в информации, способах действий, определяются
причинно-следственные связи. Назовем ряд противоречий: есть факт и
необходимость его объяснить; противоречие между житейским
представлением и научным толкованием фактов; противоречия,
связанные с необходимостью применения знаний в конкретных
условиях; противоречия, связанные с ограниченностью исходных
данных.
Наиболее распространенный вариант проблемной ситуации
возникает тогда, когда учащийся сталкивается с необходимостью
использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях.
Например, он умеет работать с системой управления версиями
исходного кода через графический интерфейс и обладает навыками
работы с командной строкой, а в проблемной ситуации от него требуется
выполнить какие-то действия с системой управления версиями из
командной строки (новая практическая ситуация).
Другой вариант возникает в том случае, когда имеется
противоречие между теоретически возможным способом решения
задачи и практической его реализацией. Пример создания проблемной
ситуации этим способом: копирование файла более 4Гб на диск с
файловой системой FAT32. На диске при этом может быть достаточно
места, но так как файловая система FAT32 не поддерживает файлы
более 4 Гб, то операция не может быть выполнена.
Ещё один вариант проблемных ситуаций возникает при
затруднении учащегося в обосновании и осознании выполняемых им
действий. Например: установка операционной системы в виртуальную
машину. Конечно, перечень примеров, раскрывающих способы создания
проблемных ситуаций, отнюдь не исчерпывается вышеперечисленными.
При реализации контекстного подхода через проблемные ситуации
необходимо выходить за рамки чисто технической постановки проблемы,
обогащая ее дополнительным контекстом созданном в рамках
образовательной среды. Такая среда в контекстном обучении состоит из
пяти составляющих: информационной, общекультурной, социальной,
предметно-профессиональной
и
собственно
образовательной,
задающих смыслообразующие контексты деятельности субъектов
образовательного процесса. Эффективность обучения зависит от
качества созданной образовательной среды.
Контекстная образовательная среда может быть пассивной, если
она не предоставляет слушателям обратной связи, а может быть
активной, если обратная связь существует.
Способы организации активной среды подразделяются в
зависимости от того, кто и каким образом играет основную роль в
формировании обратной связи. В ряде случаев эту роль можно
возложить на программную эмуляцию отдельных элементов среды, хотя
качественного результата таким образом достичь весьма непросто.
Наиболее простой и естественный вариант — это возложить
активную роль на преподавателей, которые будут замыкать
взаимодействие слушателей с контекстной средой на себя. Но в этом
случае нагрузка на преподавателей может оказаться достаточно
большой, поэтому необходимо аккуратно оценить отношение числа
преподавателей к числу слушателей. Еще одним недостатком этого
подхода является то, что слушателям сложно относиться к
преподавателям как к реальным представителям профессиональной и
социальной среды, что снижает эффективность обучения.
Чтобы
преодолеть
последнюю
проблему
можно
скрыть
преподавателей за виртуальными персонажами, взаимодействие с
которыми происходит в основном через Интернет. Тогда можно провести
более четкую границу между различными ролями и сделать погружение
слушателей в проблемную ситуацию более реалистичным.
Ещё одним естественным решением является использование в
качестве участников контекста проблемной ситуации других слушателей
курса. Однако, это решение работает не всегда. Для ряда ролей может
требоваться больший набор знаний и навыков, чем он есть в наличии у
слушателей курса. Другой проблемой может стать разброс в
мотивированности различных слушателей. И если первая проблема
преодолевается привлечением для исполнения некоторых ролей
преподавательского состава, то второе может стать существенным
препятствием для применения данного подхода.
Альтернативой использованию преподавательского состава для
выполнения проблемных ролей может стать привлечение слушателей
более старших курсов, например, в рамках практических занятий по
другому курсу. Но здесь также могут возникнуть проблемы с
мотивированностью слушателей, как и проблемы с необходимостью
синхронизации программ нескольких курсов.
Специфической возможностью для преподавания по направлению
информационных технологий является возможность использования для
формирования контекстной среды проектов по разработке свободного
программного обеспечения [3].
Еще одним вариантом построения контекстной образовательной
среды является использование исследовательских и индустриальных
проектов,
выполняемых
в
стенах
учебных
заведений
или
«дружественных» компаний. Этот подход сложен в реализации, так как
для его успешности необходимо одновременное выполнение множества
условий, но если все же условия складываются, то результат может
быть весьма неплохим.
Рассмотренные способы формирования образовательной среды
можно использовать практически в любых комбинациях.
Ключевые идеи при реализации контекстного подхода на основе
проблемных ситуаций заключаются в следующем:
 обогащение технической составляющей проблемных ситуаций
социальным и когнитивным контекстом;
 принуждение обучающегося занять активную позицию при работе с
проблемной ситуацией;
 обеспечение баланса между знанием и незнанием в каждой
проблемной ситуации.
Обогащение проблемных ситуаций осуществляется за счет
описания дополнительных обстоятельств сопровождающих проблемную
ситуацию, включения ее в рамки контекстной образовательной среды и,
главное, за счет постановки проблемы в более широкой плоскости.
Например, результат должен заключаться не только в разрешении
технической проблемы, но и в его социализации: подготовки буклета с
описанием результата, письма с описанием, обнаруженной ошибки,
письменного отчёта и т.д.
Принуждение занимать активную позицию характерно для
проблемных ситуаций, так как это единственный быстрый способ ее
успешного разрешения.
Чтобы обучение происходило эффективно, необходимо обеспечить
баланс между знанием, то есть тем, что слушателю уже известно при
попадании в проблемную ситуацию, и незнанием, то есть тем, что по
мнению преподавателей необходимо знать для ее успешного
разрешения, но слушателю еще не известно. Этого можно добиться
посредством формулировки списка навыков необходимых для
выполнения каждой проблемной ситуации и построения дерева
проблемных ситуаций, в котором проблемные ситуации связываются
друг с другом таким образом, чтобы каждое выполнение проблемной
ситуации требовало не более трех новых навыков.
В заключение приведем пример разработки учебной проблемной
ситуации для курса по работе с системами управления версиями.
Слушателю выдается репозиторий системы управления версиями
некоторого продукта, последняя версия которого содержит некоторую
ошибку, и жалоба пользователя программы, на некоторые проявления
этой ошибки. От слушателя требуется найти, какое именно изменение
исходного кода внесло данную ошибку, исправить её, занести
исправление в репозиторий и написать письмо с описанием
идентифицированной проблемы и предложенного исправления.
Предполагается, что к началу работы над данной проблемной
ситуацией слушатель уже овладел следующими навыками:
 Работа в командной строке.
 Сборка ПО при помощи той системы сборки, которая применяется в
целевом ПО.
 Язык программирования, на котором написано ПО.
 Теория работы систем управления версиями.
 Внесение изменений в репозитории.
 Написание комментариев к изменениям в ПО.
 Поиск информации о командах работы с репозиторием.
Новые навыки, которые потребуются для разрешения проблемы:
 Анализ истории изменений в исходном коде ПО.
 Нахождение проблемного изменения в исходном коде ПО.
 Подготовка письма с описанием проблемы и её исправления.
Литература:
1. А.А.Вербицкий. Компетентностный подход и теория контекстного
обучения. Москва, 2004. Материалы к четвертому заседанию
методологического семинара 16 ноября 2004 г.
2. А.М.Матюшкин. Проблемные ситуации в мышлении и
обучении.М, 1972, стр. 193.
3. О.Л.Петренко, А.В.Хорошилов. “Создание контекстной среды для
подготовки
ИТ-специалистов”.
Сборник
докладов
7-ой
всероссийской конференции “Преподавание ИТ в России”,
Йошкар-Ола, 18-19 мая 2009 г.