Главная Научный журнал Универсальный цифровой инструмент обучения «навыкам XXI века»

Универсальный цифровой инструмент обучения «навыкам XXI века»

от Редакция

Авторы:

С.Л. Горелик, д.т.н.  профессор, научный руководитель объединения «Магеллан»

Н.Н. Черноок, ведущий специалист объединения «Магеллан»

Аннотация

Рассматривается новая методология образовательного процесса, предусматривающая обучение, индивидуальный контроль знаний и оценку результатов. Основанный на предлагаемой методологии цифровой инструмент обучения QWiz, относящийся к поколению 4.0 информационных технологий, позволяет преподавателю не только быстро оценить качество и степень усвоения материала, но и выявить пробелы в знаниях и провести анализ особенностей мышления каждого ученика. Использование инструмента, сочетающего в себе индивидуальный и групповой формат выполнения заданий с персонифицированным подходом к оценке знаний и анализом ошибок, позволит каждому ученику лучше усвоить знания и развить навыки, необходимые в современном мире.

 Актуальность нового подхода

    Современный мир очень динамичен. Каждые несколько лет во всех сферах жизни (общественной, профессиональной, частной) появляются новые технологии, которые настолько изменяют все стороны жизни, включая рынок труда. По прогнозам специалистов, до 50% нынешних рабочих мест будут роботизированы и автоматизированы.

Для нового типа труда будут характерны не узкоспециализированные знания и навыки, а общие «компетенции XXI века», которые включают в себя:

  • сбор, анализ и синтез информации;
  • адаптивность к изменениям;
  • активность и любознательность;
  • самостоятельность в принятии решений;
  • креативность и способность превращать эту творческую энергию в действие;
  • критическое мышление и умения задавать правильные вопросы;
  • способность понять точку зрения других;
  • эффективную коммуникацию и взаимодействие.

     Высокий уровень математической, естественно-научной и гуманитарной подготовки, а также цифровая грамотность остаются безусловным базисом для применения данных компетенций, который позволит человеку быть успешным в стремительно меняющейся жизни. Задача, которая стоит перед современной программой образования очень непроста — она должна сформировать у каждого члена общества способности плодотворно жить и трудиться в условиях меняющейся экономики.   А для этого нужно выработать и применять новые алгоритмы обучения, которые позволят учащимся овладеть универсальными компетенциями, включая нестандартное/критическое мышление, креативность, развитие универсальных коммуникационных навыков. 

    В настоящее время, несмотря на понимание новых задач образования, далеко не все учащиеся достигают требуемых результатов.  Во многом, это связано с трудностью перехода от традиционных форм организации обучения, при которой один и тот же стандартный материал предъявляется всей группе учащихся, работа происходит в одном темпе, и контролируется по одному шаблону, к персонализированной форме обучения, которая может учитывать индивидуальные особенности ученика и развивать его креативные способности.

    Другой прочно устоявшийся компонент современного образования — система обучения с помощью типовых задач и тестов, которая, к сожалению, не решает задачи самостоятельного осмысления вопроса учащимися, не стимулирует навыки структурирования информации, построения информационных связей, способности выделять главное и второстепенное. Вместо развития креативного мышления и творческого подхода к выполнению задачи или задания учащиеся «натаскиваются» на выбор ответа из предложенных вариантов, зачастую угадывая или определяя правильный ответ методом исключения.

    Еще один вопрос, который стоит перед современной системой образования — проблема сознательного усвоения знаний, в основе которого лежат умения осмыслять и критически оценивать материал, которое невозможно проверить с помощью шаблонного группового тестирования.  Подлинное овладение учебным материалом предполагает не запоминание теории, а умение применять полученные знания в различных ситуация, не всегда отраженных в стандартных вопросах рабочей тетради. Сознательное усвоение материала невозможно без самостоятельной переработки знаний по изучаемой теме каждым учеником и понимания прямого отражения теоретического материала в реальной жизни.

    Вопрос неравенства в доступе к качественному обучению тоже является очень важным. Эта проблема связана со многими факторами, в том числе с такими как место нахождения учебного заведения (удаленные районы), формы обучения (очная-дистанционная), отсутствие квалифицированных преподавателей, необновляемый библиотечный фонд и т.д.  Еще одна группа учащихся, которые зачастую не могут получать знания в полном объеме, — это ученики с ограниченными возможностями или с ослабленным здоровьем, вынужденные пропускать занятия.

     К сожалению, на сегодняшний день нет системы, которая обеспечивала бы дистанционный доступ к единым расширенным постоянно пополняющимся базам знаний, которая обеспечивала бы равную доступность качественного учебного материала, не говоря уже о системе контроля степени самостоятельного усвоения знаний каждым учеником.  

      Предлагаемая система QWiz возможно не решит все проблемы образования в быстроизменяющемся современном мире, но может стать системным метапредметным инструментом, который позволит существенно продвинуться в этом направлении.  Система QWiz (QWiz – это название системы объединяет слова Question- вопрос; Quiz –викторина; Quest- поиск; Wisdom –мудрость, здравый смысл; Wiz- волшебник; Web- сеть). QWiz — это универсальный цифровой инструмент обучения, индивидуального контроля знаний и оценки результатов обучения. Система расширяет рамки традиционной классно-урочной деятельности и самостоятельной работы, стимулирует механизмы индивидуальной исследовательской работы учащихся и мотивирует их к достижению результата через соревновательный компонент.

Методика и алгоритм  

    Основой для разработки послужили указанные ниже работы [1,2].  Технология QWiz  базируется на уникальной цифровой образовательной платформе индивидуально-группового обучения, объединяющей в себе доступ к теоретическому материалу с проверочными вопросами, инструмент для создания тестов и математические алгоритмы случайного распределения задач и метода дифференцированного оценивания. В основе QWiz — традиционные дидактические приемы — тестирование по системе multiple choice и самостоятельное составление вопросов и задач. Оба эти приема используется в разном объеме и вариантах в системе традиционного обучения и знакомы ученикам и преподавателям. Система QWiz объединяет эти приемы в единый комплекс и совмещает с современными цифровыми технологиями, что позволяет каждому ученику глубже и прочнее усвоить полученные знания по теме, проявить индивидуальные способности, а также развить критическое мышление.  Сохраняя все преимущества тестирования, такие как простата и доступность, положительное влияние на успеваемость, большой охват и объективность оценки и т.д., система QWiz нивелирует основные недостатки данного метода и позволяет преподавателю не только быстро оценить качество и степень усвоения материала, но и выявить пробелы в знаниях и провести анализ особенностей мышления каждого ученика.

Рисунок 1. Алгоритм обучения по технологии QWiz

Алгоритм работы системы состоит из пяти этапов.

1. Первый этап включает в себя:

a) установочный модуль, который может быть представлен в традиционной форме урока (лекции) или изложение теории в цифровом виде в программе QWiz (или совмещение обоих вариантов), при необходимости дополненные ссылками на дополнительные источники;

b) контрольные установочные вопросы (тест) от преподавателя для оценки текущего состояния знаний учащегося и служащие образцами вопросов по данной теме.  Теоретический материал прорабатывается каждым учеником в группе или индивидуально, ответы на установочные вопросы теста от преподавателя поступают в процессинг системы QWIz.

2. На втором этапе учащиеся самостоятельно составляют задачи (или вопросы) для других учеников по пройденной теме, подбирают возможные ответы и комментируют свой вариант решения (с указанием ссылки на теоретический материал, объясняющий правильность представленного варианта решения, если это необходимо).   Все самостоятельно составленные задачи поступают в процессинг QWiz без предварительного мониторинга преподавателем.

3. На третьем этапе учащиеся получают задачи, составленные их коллегами по обучению, проводят их анализ и выбирают правильные, на их взгляд, варианты ответов, получая обратную связь от системы (верность-неверность ответа и правильный вариант решения). Ответы учащихся поступают в процессинг QWiz.

4. Задача четвертого этапа – программная дифференцированная оценка результатов, включающая в себя оценку правильности ответов на контрольные вопросы от преподавателей и других учеников и оценку за самостоятельное составление задач (критерии оценки будут рассмотрены ниже).

5. На заключительном этапе подсчитываются баллы по комплексу заданий по данной теме и формируются рейтинги учащихся, показывающие не только уровень и качество приобретенных навыков и знаний, но и динамику их изменения во времени, т.е. дают возможность не только сравнивать разных учащихся (соревновательный элемент), но и показывают прогресс или регресс в процессе обучения каждого ученика.

 Методика обучения

     Ведущим обучающим компонентом системы является прием самостоятельного составления задач, на котором стоит остановиться подробнее. Для начала нужно определить, что такое «постановка вопроса».  В словаре Ожегова отмечается, что ставить вопрос – значит «предлагать его для решения, выполнения, обсуждения». Другие варианты объяснения термина «постановка вопроса» предполагают связь между тем, что спрашивается (предикат вопроса), и теми знаниями, которыми располагает спрашивающий (они заложены в самом вопросе), а также связь вопроса с возникновением проблемной ситуации и ее творческого переживания.

    Выявление проблемной ситуации — это импульс, вызывающий мыслительную деятельность. Таким образом, вопрос является элементом творческого мышления, который инициируется выявлением проблемы и потребностью ее разрешить.

    Отдельного внимания заслуживают те функции, которые выполняют вопросы в обучении:

  1. Вопрос учителя (учебника) — средство проверки знаний учащихся (контролирующая функция)

2.   Вопрос ученика –

  1. критерий уровня развития мыслительной активности, логики мышления (мыслительная функция);
  2. показатель культуры речи, средство развития и обогащения лексики (речевая функция);
  3. индикатор «включенности» в процесс обучения, сигнализирующий о владении материалом или пробелах в знаниях (сигнализирующая функция) [3].

Оба этих типа представлены в нашей системе, однако именно вопросы, задаваемые самими учениками, задействуют важнейшие функции, которые являются залогом успешного процесса обучения. Обучение – специфическая форма познания, в котором общее и конкретное взаимосвязаны. Для того чтобы общие законы, формулы, правила приобрели смысл и стали понятны и выстроились в четкую систему знаний, необходимо, чтобы образовалась четкая и понятная связь теоретического материала с действительностью. Сознательное усвоение знаний предполагает понимание учащимися реального познавательного значения теории.

    Решение задач – метод совмещения процессов конкретизации и обобщения. Процесс решения конкретных задач — это продолжение и углубление усвоения теоретического материала и наполнение теории в сознании учащихся конкретным содержанием, раскрывающим жизненное значение понятий, формул или правил. Но, решая задачи или отвечая на вопросы, составленные авторами учебника или рабочей тетради, учащиеся не всегда глубоко проникают в суть этой взаимосвязи, так как примеры и явления, иллюстрирующие теоретический материал не всегда им близки или даже понятны. В процессе самостоятельного составления задачи и подбора материала эта связь выявляется и закрепляется самими учениками на тех примерах, которые наполнены смыслом именно для них. Благодаря этому, знания актуализируются, наполняются личностной значимостью, приобретают более глубокий смысл и системность [4].

    Подбор жизненного материала для иллюстрации своей задачи, позволит ученику увидеть и осознать, что «скучные» теоремы или задания имеют прямое отражение в различных областях жизни человека. Это открытие может вызвать более заинтересованное отношение и увлечённость предметом. При этом, фактический материал, который учащиеся черпают из своего личного опыта или понимания окружающей действительности, является только отправной точкой для возникновения условий задачи или формулировки вопроса.  Важную роль здесь играет воображение, работа которого подвергается анализу и интеллектуальной проверке на соответствие поставленной цели со стороны самого ученика.

    Для успешного составления задачи или вопроса, учащимся обычно необходимо повторное обращения к теоретическому материалу для выявления сути проблемы и поиска вариантов ее решения, которое активизирует смысловое чтение и служит дополнительным методом анализа и запоминания информации.

    На этапе формулирования вопроса результаты мыслительной деятельности фиксируются в словесном, математическом, буквенном, графическом и т.п. выражении, в тексте вопроса/задачи или при составлении примера/формулы, тем самым развивая логическое мышление, коммуникативные навыки и культуру речи.

Другим важным элементов заданий данного типа (составления задачи и вариантов ответа по типу multiple choice) является необходимость подбора нескольких возможных вариантов ответа (одного правильного и заведомо неверных) (Рисунок 2).   Правильный ответ должен быть подтвержден и проиллюстрирован теоретическим материалом, примером или вариантом решения. Если работа идет с несколькими источниками, то должны быть даны соответствующие ссылки для подтверждения правильности ответа.

Рисунок 2. Алгоритм составления задания

Особая роль отводится подбору вариантов неправильных ответов. Для успешного выполнения этой части задания, ученику нужно продумать возможные типичные ошибки и подобрать те варианты ответов, которые могут быть получены при неверном решении.  Таким образом, составление одной задачи или вопроса- это процесс, который требует вдумчивой работы с теоретическим материалом для выявления проблемы, обдумывания формулировки вопроса, творческой работы для подбора релевантных данных и глубокого анализа для определения возможных вариантов ответа.

    Мотивация и система оценивания

    Необходимым условиям для выполнения всех этих шагов является мотивация учащихся к созданию не шаблонных задач по образцу, а оригинальных задач с достаточно высоким уровнем сложности.  Как этого добиться? Ведущая роль отводиться дифференцированной системе оценки и соревновательному компоненту системы.

    Большое значение в достижении требуемой цели имеет четкое разъяснение требований, предъявляемых к задачам (самостоятельность, релевантность, логическая и грамматическая правильность), с приведением примеров, наглядно объясняющих типичные ошибки и причины их возникновения. Перед выполнением задания, учащиеся получают информацию о принципах работы системы, объясняющую алгоритм распределение самостоятельно составленных задач между другими учениками в группе и критерии оценки правильности ответов на задачу (рейтинг задачи) и корректности ее составления. Алгоритм системы QWiz распределяет задачи в случайном порядке, что сводит к минимуму возможность списать правильный ответ таким образом, что одна и та же задача попадает к нескольким ученикам.  В зависимости от процента правильных ответов, задача классифицируется как «простая» (81-100% правильных ответов) с присвоением минимального количества баллов или «решаемая» (30-80% правильных ответов) с присвоением повышенного количества баллов в системе. Важно обратить внимание ученика, что предложенные варианты неправильных ответов, могут как усложнить, так и упростить решение (например, возможность выбрать верный ответ методом исключения) и поэтому, их подбор требует вдумчивого отношения. Отдельно обговариваются ситуации, когда задача имеет несколько возможных вариантов решения.

    Если количество правильных ответов составляет менее 30 процентов, существует вероятность, что задача/варианты ответов составлены неверно или задача относится к категории повышенной сложности.  В этом случае система присваивает данной задаче «тревожный приоритет» и направляет на рассмотрение преподавателю, который признает ее либо «ошибочной», либо «сложной», с соответствующим выставлением баллов.

В зависимости от целей, которые ставит преподаватель, «сложные» задачи могут оцениваться выше «решаемых» или нет (Рисунок 3). Правильно составленная задача с верно подобранными вариантами ответа и четкой аргументацией правильного решения оптимально соответствует задаче группового обучения в системе.

Рисунок3. Обработка данных для выставления оценок

    «Тревожный приоритет» может быть также выставлен самим учеником на всех этапах решения задач (как преподавателя, так и других учеников) в случаях неправильной (по мнению ученика) формулировки задачи, несогласия с решением, представленным автором, отсутствия логики, перегруженности/недостатком информации и т.д. Выставление «тревожного приоритета» должно быть объяснено и/или подкреплено отличным от авторского вариантом решения и ответа. Задачи с «тревожным приоритетом» от учеников, поступают на арбитраж преподавателю, который либо начисляет повышенное количество баллов за «критичность», либо снимает баллы за «необоснованность претензий».

    Таким образом, ученики не только выступают в роли учителей друг для друга, что в большинстве случаем уже является мощным мотивационным стимулом для создания нестандартных задач, но приходят к пониманию, что для получения максимального количества баллов важно выбрать правильную тактику при составлении задачи, учитывая все возможные сценарии оценки. Последующий разбор лучших задач способствует повышению имиджевых оценок той социальной группы, которая считается авторитетной для ученика.

    В системе QWiz оценка успешности обучения дифференцирована и складывается из нескольких компонентов:

  1. аналитичность мышления —  способность работать с информацией и  выделять внутренние взаимосвязи при составлении задачи, подбирать возможные варианты ответов, давать  правильные ответы на вопросы преподавателя и задачи других учеников и т.д.
  2. критичность мышления – оценка самостоятельно составленной задачи на соответствие поставленному заданию и рецензия корректности задач других учеников;
  3. креативность мышления – подбор данных для отражения вопросов теории в самостоятельно составленной задаче, рассмотрение вариантов ошибочного решения задачи, формулировка вопроса и т.д.  

    Несмотря на то, что не все задачи, поступающие в систему от учеников, будут идеальными, с точки зрения преподавателя (непонимание материала, отсутствие необходимых данных, неправильное употребление лексики и т.д.), их осмысление и решение другими учениками группы предоставляет возможность увидеть разнообразность и особенности мышления других людей, развивает толерантность, межличностное общение, помогает научиться аргументировать свою позицию и вырабатывать собственную систему взглядов и ценностей.

    Анализ ошибок в самостоятельно составленных задачах помогает выявить индивидуальные пробелы в знаниях каждого ученика и определить, что именно вызывает затруднение (непонимание теории, отсутствие логических связей, ошибки в расчетах, невнимательность и т.д.)

    В результате обработки данных системой QWiz преподаватель и ученик могут объективно оценить результат усвоения конкретной темы, наличие навыков использования знаний, и уровень креативных и аналитических способностей.  Располагая этими данными, преподаватель сможет выработать индивидуальные рекомендации по повторению некоторых тем, расширить теорию дополнительными материалами для развития проявленного интереса, рекомендовать обратить внимание на использование некоторых навыков, что практически невозможно при традиционном подходе.

    Система формирует рейтинги учащихся, которые показывают не только уровень и качество приобретенных навыков и знаний, но и динамику их изменения во времени, дают возможность сравнивать результаты разных учащихся или группы учащихся (личные и командные соревнования) и отражают динамику процесса обучения. Рейтинги формируются на основе принципов робастной статистики и являются устойчивыми в математическом смысле оценками исследуемых процессов. Прогресс или регресс в процессе обучения каждого ученика определяется на основе оценки статистически значимых увеличений или уменьшений рейтингов за период мониторинга.

    Перспективы применения

      Учитывая тот факт, что современные тренды развития образования нацелены на цифровую трансформацию, система QWiz может быть использована на всех этапах обучения, начиная с начальной школы, заканчивая высшим и профессиональным образованием.

    Система QWiz – адаптивна и подходит для групп любого возраста и уровня подготовки. На ее основе можно формировать единые базы знаний по различным предметам (гуманитарные и точные науки) с постоянно обновляющимися банками тестов.  Модульная структура и понятный интерфейс, с возможностью загрузки данных в различных цифровых форматах позволяет использовать всю систему или ее часть (например, только модуль теории и установочных тестов) в зависимости от целей и задач преподавателя. 

    Разработка теоретических и практических курсов по различным дисциплинам от лучших преподавателей и их интеграция в систему QWiz с модерацией самостоятельно составленных задач на местах или дистанционно, даст возможность нивелировать разрыв в качестве обучения и предоставить равный доступ к образованию.

Выводы

  1. Использование  цифрового инструмента обучения поколения 4.0, сочетающего в себе индивидуальный и групповой формат выполнения заданий с персонифицированным подходом к оценке знаний и анализом ошибок, позволит каждому ученику лучше усвоить знания и развить навыки, необходимые в современном мире.
  2. Система  QWiz тестировалась в течение 2-х семестров в специальном курсе «Мобильные технологии в системах  государственного управления» (2016-2017 гг.) для магистрантов Университета ИТМО. Была подтверждена гипотеза о заинтересованности учащихся к указанной форме обучения, а также о возможности выявления склонностей к аналитическому и креативному  способам мышления.

Список используемых источников

  1. Асыко Т.Н., Горелик С.Л., Чернышкова М.А. Управление в образовательных системах. Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Сборник трудов конференции «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ» (ИТУ-2014). С. 826-829.
  2. Горелик С.Л. Образование в цифровую эпоху. Электронный научно-технический журнал «Magellan» 2019 г.вып.1. [электронный ресурс] URL: https://magellan.pro/2019/03/04/obrazovanie-v-cifrovuju-jepohu/ (дата последнего обращения: 23 октября 2019 г.).
  3. Обучение самостоятельной постановке проблемных вопросов и составлению задач как условие развития творческих возможностей учащихся. Диссертация кандидата педагогических наук / Т.В. Певчева : Москва, 1994. — 243 с. [электронный ресурс] URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01000179037 (Дата последнего обращения: 23 октября 2019 г.).
  4. Самостоятельное составление учащимися задач как средство повышения сознательности знаний: Автореферат диссертации. на соискание ученой степени кандидата педагогических наук / Ю. И. Хайдуков ; Ленингр. гос. пед. ин-т им. А. И. Герцена. — Ленинград, 1951.- 13 с. . [электронный ресурс] URL: http://www.mathedu.ru/lib/aref/haydukov_yu_i_1951/ (Дата последнего обращения: 23 октября 2019 г.).

Похожие статьи

Оставить комментарий

Подписаться на новые комментарии на e-mail. Вы также можете подписаться без необходимости комментировать.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.