"Когнитивная технология"

Студия КОГНИТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Руководители:

Смульская А.И., учитель математики ТОШ №8

Фомина Н.В., учитель математики ТОШ №8

Слово «когнитивный» в переводе с латинского означает « cognitio » - «знание, познание».

Прежде, чем перейти к рассказу о когнитивной технологии, мы Вам предлагаем маленький тест на восприятие

материала.

Раздаются каждому картинки. Смотрим на картинку 1сек, закрываем.

Вопрос: Что Вы видите на картинке?

Если ответ неправильный, то ещё раз смотрим, увеличивая время, и так до тех пор, пока не будет правильного ответа.

Вместо вывода зачитывается притча.

К одному мудрецу пришёл человек и сказал: «Хочу у тебя поучиться». «Хорошо,- сказал мудрец,- вот возьми эту рыбу и смотри на неё». Человек взял рыбу и смотрел на неё минут пять. Потом он сказал: «Я посмотрел». Мудрец сказал: «Нет, этого не достаточно, смотри ещё. Ты ещё не всё узнал о рыбе». И человек смотрел час… Потом всё повторилось… И человек смотрел день, неделю… Мудрец сказал: «Ну вот, теперь ты кое-что узнал о рыбе. Но не думай, что ты узнал о ней всё».

Когнитивная общеобразовательная технология является общепедагогической, предметно независимой, индивидуально-ориентированной, обеспечивающей понимание ребёнком окружающего мира путём формирования когнитивных схем, необходимых для успешной адаптации к жизни в современном информационном обществе

Автор технологии М.Е.Бершадский

Кандидат педагогических наук,

доцент,

профессор кафедры развития образования АПН,

награждён медалью за вклад в развитие образования,

автор концепции применения метода интеллект-карт в учебном процессе.

Почему нужна когнитивная технология Что происходит сейчас ?

Интенсификация

учебного

процесса

Интенсификация

учебного

процесса

Постоянно

увеличивается

объём

информации

Постоянно

увеличивается

объём

информации

Снижение

учебных

достижений

учащихся

(низкая интеллектуальная

лабильность)

Снижение

учебных

достижений

учащихся

(низкая интеллектуальная

лабильность)

Увеличение

темпа

изучения

нового

материала

Увеличение

темпа

изучения

нового

материала

потеря

интереса

к учёбе

потеря

интереса

к учёбе

Протест к любой

интеллектуальной

деятельности

Полное

пренебрежение

к учёбе

ПУТИ

РЕШЕНИЯ

Новые педагогические

технологии:

• метод проектов
• продуктивная технология
• школа-парк
• когнитивная технология

(развитие познавательных

процессов )

• …

Создание школ

нового типа

Отток лучших учителей,

способных учеников

Падение уровня

интеллектуального

развития в массовой школе

общепедагогическая ,

предметно независимая,

индивидуально ориентированная

образовательная технология,

обеспечивающая понимание ребенком окружающего мира

путем формирования когнитивных схем,

необходимых для успешной адаптации

в современном информационном обществе.

Актуальный уровень когнитивного развития, существенно отличающийся у разных учеников, никак не учитывается при организации учебного процесса. На мой взгляд, это является основной причиной учебных затруднений. Взаимодействие человека с информацией сильно отличается от полной объективной фиксации воспринимаемых данных. Скорее оно напоминает наблюдение за окружающим миром с помощью кривого зеркала, составленного из различных осколков произвольной формы. Человек воспринимает информацию с помощью доступных ему когнитивных схем, если они отсутствуют, то информация либо не воспринимается, либо частично искажается.

Сказанное выше верно и по отношению к каждому учащемуся, который воспринимает информацию, поступающую к нему от учителя и от учебных текстов, с помощью имеющихся в его распоряжении когнитивных схем. Эти схемы индивидуальны и достаточно сильно отличаются у разных детей. Они делают доступной для восприятия только ту часть информации, для приёма которой у ученика есть подходящие когнитивные средства. Остальная информация либо полностью игнорируется, либо частично искажается, поэтому восприятие учебной информации очень похоже на детскую игру в испорченный телефон. В результате по различным причинам ученик может не понять некоторую часть учебного материала

ОСНОВНАЯ ЗАДАЧА КОГНИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ : создать условия для понимания каждым учеником воспринимаемой информации

Приоритетные цели технологии:

• мышления когнитивное развитие учащихся;
• усвоение знаний и формирование способов деятельности в соответствии с требованиями стандарта обучения;
• формирования информационной компетентности как совокупности умений использовать поступающую из различных источников информацию для рефлексивного контроля и адаптивного изменения собственного поведения;
• формирование критического мышления

Очевидно, что любой текст, предназначенный для обучения школьников, содержит упоря­доченную информацию, в которой понятия связываются в суждения и в умоза­ключения на основе значений, признаков, норм и правил. Однако было бы большой ошибкой предполагать, что ребёнок адекватно воспринимает информацию, содержащуюся в этом тексте, наделяя слова теми же значениями и признаками, устанавливая между ними те же виды отношений, как и автор учебного текста или учитель.

КОГНИТИВНАЯ МОДЕЛЬ УЧАЩЕГОСЯ

Пространственный

интеллект

Математический

интеллект

110

100

90

Кратковременная

память

Формирование

абстрактных

понятий

Для сопоставления всех данных при оценке результатов по осям откладываются количественные результаты выполнения ученикам указанных тестов. Точки на осях соединены ломаной линией. Круги, снабжённые числами от 90 до 110, ограничивают область статистической нормы. Таким образом, модель наглядно показывает сильные, средние и слабые стороны когнитивной сферы ученика.

Невербальная

креативность

Вербальная

креативность

Вербальный

интеллект

МОДУЛЬ СОСТОИТ ИЗ ТРЕХ БЛОКОВ:

Когнитивная образовательная технология является технологией алгоритмического типа, основанной на психологических теориях управления когнитивным развитием учащихся в процессе обучения, результаты которого могут быть объективно диагностированы, т. е. выражены на языке наблюдаемых действий учащихся.

Проектирование учебного процесса начинается с диагностики исходного состояния учащихся, на основе данных которой, применяя критерии выбора адекватной модели (под адекватностью здесь понимается соответствие модели состоянию учащихся и целям учебного процесса), определяется система обучающих воздействий (выбираются методы, приёмы, формы и средства обучения), отбирается и структурируется содержание обучения. В результате применения выбранной системы воздействий учащиеся переходят в промежуточное состояние (ПС), для изучения которого вновь применяются средства диагностики, фиксирующие достижения учащихся и позволяющие обнаружить затруднения школьников при усвоении новой информации. На основе полученных данных учитель модифицирует модель обучения, изменяя методы, формы, приёмы и средства обучения и приводя модель в соответствии с изменившимся состоянием учеников. Результаты применения модифицированной модели вновь диагностируются, что в очередной раз приводит к коррекции модели и т. д. Процесс повторяется до тех пор, пока не будут достигнуты запланированные результаты обучения.

Когнитивная технология обучения имеет модульную структуру. Модуль представляет собой систему уроков, объединенных общей дидактической целью. Сам модуль имеет блочную структуру и состоит из трех блоков.

КОГНИТИВНАЯ МОДЕЛЬ УЧАЩЕГОСЯ

Пространственный

интеллект

Интеллектуальная

лабильность

Математический

интеллект

110

100

90

Кратковременная

память

Формирование

абстрактных

понятий

Для сопоставления всех данных при оценке результатов по осям откладываются количественные результаты выполнения ученикам указанных тестов. Точки на осях соединены ломаной линией. Круги, снабжённые числами от 90 до 110, ограничивают область статистической нормы. Таким образом, модель наглядно показывает сильные, средние и слабые стороны когнитивной сферы ученика.

Невербальная

креативность

Вербальная

креативность

Вербальный

интеллект

КОГНИТИВНЫЙ МОНИТОРИНГ (особенности когнитивного развития учащихся ) изучаются : применяются методики :

• Тест структуры интеллекта Амтхауэра.
• Культурно свободный тест Р. Кеттелла.
• Тесты интеллекта Г. Айзенка.
• Методика Дж. Брунера для изучения стратегий формирования абстрактных геометрических понятий.
• Тест на завершение силлогизмов.
• Методика определения уровня интеллектуальной лабильности.
• Тесты Торренса для определения уровня вербальной и невербальной креативности.

• Пространственный интеллект.
• Математический интеллект ( устный счет, поиск закономерностей).
• Вербальный интеллект ( связи между понятиями , классификация понятий, обобщение, существенные признаки).
• Интеллектуальная лабильность.
• Кратковременная память.
• Произвольное внимание.
• Вербальная креативность.
• Невербальная креативность.
• Стратегии формирования понятий.
• Дедуктивные умозаключения.

Не нужно думать, что огромная работа по изучению когнитивных процессов ученика проводится в каждом модуле. Уровень когнитивного развития изменяется достаточно медленно, поэтому полный когнитивный мониторинг нужно проводить не чаще одного раза в полугодие. Хочется лишний раз подчеркнуть, что основной целью когнитивной технологии является именно повышение уровня когнитивного развития учащихся. Повышение же качества обучения является следствием этого эффекта.

Особенностью Когнитивной технологии являются специфические задания, применяемые для управления учебной деятельностью. Они перечислены на странице, содержащей описание уроков изучения декларативной и процедурной информации.

Тренинги «Познавательные процессы»

• Восприятие

• Память
• Внимание
• Мышление
• Объяснение
• Понимание

Восприятие

Восприятие это основной познавательный процесс чувствительного отражения действительности, её предметов и явлений при их непосредственном воздействии на органы чувств.

Восприятие является основой мышления и практической деятельности. В процессе обучения сначала в начальной школе, затем в среднем звене, восприятие ребёнка становится:

• более анализирующим;
• более дифференцированным.

Диагностика зрительно-пространственного восприятия

Инструкция:

Показать детям фигуры: круг, овал. За 1минуту на предложенной картинке выделить данные фигуры (обвести, посчитать количество)

Обработка результатов

Развитие восприятия

Игры:

• Взвесь в руках
• Угадай голоса
• Учись слушать звуки
• Развиваем чувство времени
• Сравниваем размеры предметов
• На какой странице закладка

М атрица, содержащая геометрические фигуры разной формы, разного размера

и двух цветов

(методика поиска информации)

●

○

○

∆

∆

●

▲

ٱ

▬

◊

●

♦

□

ٱ

◊

◊

●

◊

■

∆

□

●

♦

∆

●

ٱ

▬

◊

□

■

▲

■

♦

◊

●

○

○

◊

ٱ

ٱ

ٱ

▲

◊

◊

○

♦

▲

●

ٱ

ٱ

∆

∆

ٱ

▬

●

■

ٱ

■

♦

ٱ

□

▲

●

□

◊

ٱ

■

●

▲

♦

▲

○

ٱ

▲

∆

∆

ٱ

▬

□

∆

■

ٱ

●

◊

▬

□

♦

▲

◊

♦

∆

ٱ

♦

◊

◊

□

■

▲

♦

∆

ПАМЯТЬ

одна из психических функций и видов умственной деятельности, предназначенная сохранять и воспроизводить информацию о событиях внешнего мира и реакциях организма и многократно использовать её в сфере сознания для организации последующей деятельности

Диагностика развития памяти

Чтобы развивать память, предварительно нужно провести диагностику памяти.

• Для диагностики слуховой памяти можно использовать методику «10 слов».

Рекомендуемый набор слов: дирижабль, лапа, яблоко, карандаш, гроза, утка, обруч, мельница, попугай, листок. При нормальном объёме кратковременной памяти подросток должен воспроизвести с одного предъявления не менее 6 слов.

• Для диагностики зрительной памяти предлагается следующая методика:

10 трёхзначных чисел, записанных в столбик. На их запоминание даётся 10 секунд. Затем их нужно воспроизвести в любой последовательности.

Норма 6-7 чисел.

Набор чисел: 193, 283, 541, 976, 648, 832, 753, 917, 473, 362.

Диагностика оперативной памяти

Зачитываются ряды из пяти однозначных чисел.

Задача запомнить числа в той последовательности, в которой они предъявляются. Затем следует в уме сложить первое число со вторым и записать сумму, второе с третьим и записать сумму, третье с четвёртым, четвёртое с пятым. Всего должно быть четыре суммы.

Варианты заданий Ответы

3 1 5 2 7 4 6 7 9

4 4 3 5 2 8 7 8 7

1 3 1 5 2 4 4 6 7

6 3 1 5 2 9 4 6 7

Пять правильно выполненных заданий свидетельствуют о хорошей оперативной памяти.

Тренировка памяти

• запомни двузначные числа

• запомни математические термины
• цепочка слов
• рисуем по памяти узоры
• запомни и воспроизведи рисунки
• зрительные диктанты
• слуховые диктанты
• …

Регулярное использование на уроках математики системы специальных задач и заданий для тренировки памяти помогают ученикам овладевать увеличивающейся с каждым днём информацией.

Предлагаем несколько упражнений.

• Числа. За 40 секунд нужно запомнить 20 чисел, их порядковые номера.

1. 43 11. 37

2. 57 12. 38

3. 12 13. 86

4. 33 14. 56

5. 81 15. 47

6. 72 16. 6

7. 15 17. 78

8. 44 18. 61

9. 96 19. 83

10. 7 20. 73

• Игра «Кто больше?»

Играет группа детей. Первый называет любое слово, например, «треугольник», следующий должен повторить это слово и назвать своё, например, «высота» и т. д.

Побеждает тот, кто обладает лучшей памятью.

• Задания со сменой установки

На доске записывается несколько чисел (фигур). Учащимся предлагается их запомнить в том же порядке. Затем задание убирается, а учащиеся должны ответить на вопросы.

5 класс 43 0 55 148 1812

1. Сколько всего чисел ?

2. На каком месте стоит число, которое не является натуральным?

3. На каком месте стоит число. В записи которого цифра 1 стоит в разряде десятков?

4. Сложите третье и пятое число с конца.

5. Какое число стоит после 0?

6. На каком месте стоит трёхзначное число?

7. Какие цифры отсутствуют в ряду?

8. Назовите первое число.

9. Какому событию соответствует последнее число?

Приём

группировки

Приём

классификации

Приём

достраивания

материала

Приём

ассоциаций

Приёмы

запоминания

информации

Приём

структурирования

материала

Приём

поиска

опорного пункта

Приём аналогии

Приём схематизации

Приём перекодирования

информации

ЗАДАНИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА РАЗВИТИЕ ПАМЯТИ

• отыскание ходов в обычных и числовых лабиринтах;
• пересчёт предметов, изображённых неоднократно пересекающимися контурами;
• отыскание чисел по таблицам Шульте;
• быстрее нарисуй;
• найди, кто спрятался;
• найди сходство и различия;
• прочитай рассыпанные слова

Внимание

Внимание – это форма организации познавательной деятельности, избирательная направленность сознания на определённый объект, внешний или внутренний

Выделяют три формы внимания: непроизвольное, произвольное и послепроизвольное.

У подростков внимание является преимущественно произвольным. Нужно принимать во внимание тот момент, что даже самая интересная лекция, самый интересный материал воспринимается не дольше 7-8 минут, после чего обязательно наступает кратковременное переключение внимания.

Диагностика внимания

5 4 9 3 2 5 7 2

9 5 4 9 3 2 5 7 и т.д.

5 9 4 3 7 0 7 7 4

9 4 3 7 0 7 7 4 1 и т.д.

Внимание у учащихся 5-6 классов можно оценить с помощью методики «Счёт», направленной на исследование внимания и работоспособности учащихся.

Инструкция .

Учащимся предлагается быстро и правильно складывать два однозначных числа, написанных одно под другим. Эта работа должна продолжаться 10 минут. За это время каждый ученик должен произвести сложение заданных чисел двумя различными способами.

Первый способ.

Сумму чисел ставят в верхнюю строку, а под ней в нижнюю строку ставят предыдущее верхнее число. Если сумма больше 10, то десяток отбрасывают, пишут только число единиц.

Второй способ.

Сумму ставят в нижнюю строку, вверх переносят предыдущее нижнее слагаемое.

Надо объяснить и показать сначала эти способы. Затем сказать, что в течение минуты должны действовать по первому способу, а потом, по сигналу – по второму, поставив вертикальную черту, через минуту опять перейти к первому и т.д.

Оценка.

Найти среднее число сложений за минуту. Если результат близок к 20, то это свидетельствует о достаточной работоспособности и хорошем уровне внимания. Если число менее 8, то работоспособность очень мала, уровень внимания очень низкий.

ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ УСВОЕНИЯ ОТ УРОВНЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ЛАБИЛЬНОСТИ

Рассмотрим , например, интеллектуальную лабильность. Это свойство интеллекта определяет скорость и точность восприятия и переработки информации, поэтому оно оказывает сильнейшее влияние на скорость, с кото­рой ученик усваивает новое содержание обучения. На рисунке 6 представлен график зависимости результатов усвоения учениками новой информации от времени обучения для четырёх групп учащихся с различными уровнями интел­лектуальной лабильности, которые выделены на основании количества ошибок, допущенных школьниками при выполнении теста: 1) 0 – 4 ошибки – высокая лабильность, хорошая способность к обучению; 2) 5 – 9 ошибок – средняя ла­бильность; средние способности к обучению; 3) 10 – 14 ошибок – низкая ла­бильность, трудности в обучении; 4) 15 ошибок и более – мало успешен в лю­бой деятельности.

Из рисунка видно, что к окончанию времени, отведён­ного программой на изучение темы, учащиеся, относящиеся к разным группам по уровню интеллектуальной лабильно­сти, находятся на различных уровнях усвоения учебной ин­формации. К сожалению, за это время лишь первая группа уча­щихся с высокой лабильностью успевает усвоить примерно 90% содержания. Группа уча­щихся со средним уровнем ла­бильности усваивает около 70% информации, что позволя­ет ученикам этой группы в дальнейшем воспринимать и понимать новую ин­формацию и продолжать обучение. Учащиеся же третьей и четвертой групп усваивают менее 70% содержания, поэтому для них дальнейший процесс усвое­ния новой информации становится бессмысленным, так как у них не сформиро­ваны когнитивные схемы, необходимые для её восприятия. Игнорируя этот факт в реальном учебном процессе, учитель обрекает учащихся третьей и четвёртой групп на неизбежное отставание от более лабильных учащихся, сопровождаю­щееся потерей интереса к учёбе и формированием стойкого неприятия интел­лектуальной деятельности или даже отвращения к ней.

Все кривые научения, изображённые на рисунке асимптотически приближа­ются к уровню полного усвоения. Это означает, что ученики с низким уровнем интеллектуальной лабильности могут быть успешны в учебной деятельности, но для усвоения того же содержания им требуется значительно больше време­ни. Данный тезис был экспериментально подтверждён в многолетних исследо­ваниях, проведённых американским психологом Б. Блумом, и положен им в основу технологии полного усвоения. Этот вывод заставляет изменить отноше­ние к данным итогового тематического контроля, которые следует рассматри­вать не как констатацию учебных достижений, а как данные, необходимые для разработки корректирующих воздействий в ходе продолжающегося обучения. Так как время, отведённое программой на изучение темы, уже закончилось, то коррекционное обучение должно продолжиться во внеурочное время. Поэтому в когнитивной образовательной технологии предусматривается выделение дополнительного времени для обучения тех учащихся, которые не смогли усвоить содержание в основной учебный период.

Лишь около 5% детей не могут достичь запланированного уровня обучения даже при большой продолжительности обучения.

ПРИМЕРЫ СЕМАНТИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Семанти́ческая сеть — информационная модель предметной области, имеющая вид ориентированного графа, вершины которого соответствуют объектам предметной области, а дуги (рёбра) задают отношения между ними. Объектами могут быть понятия, события, свойства, процессы

ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕРКА ПОНИМАНИЯ ПОНЯТИЙ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗИ

• Задания на вставку слов в определения понятий;
• Задания на изменение порядка слов в определении понятий;
• Задания на поиск недостающих или лишних слов в определении понятий;
• Задания на поиск ошибок в определениях понятий;
• Задания на идентификацию понятия по его определению;
• Задания на выделение существенных и несущественных признаков понятия в заданном фрагменте текста;
• задания на выделение существенных признаков понятия с исполь­зованием методики "исключение лишнего";
• задания на установление взаимного соответствия между множе­ством понятий и множеством признаков;
• задания на определение видов связей между заданными понятия­ми;
• задания на идентификацию одного из понятий по заданным видам связей с другим данным понятием;
• задания на представление фрагмента текста в виде фрагмента се­мантической сети, в которой ученик должен указать вершины (по­нятия) вместе с множеством их существенных признаков и рёбра с указанием связей между понятиями, которые они символизируют;
• задания на определение понятия в графе или семантической сети;
• задания на определение вида связи между понятиями в заданном графе или семантической сети;
• задания на обнаружение понятий, принадлежащих заданному мно­жеству, которые связаны между собой определённым видом связи;
• задания на обнаружение связей между понятиями с помощью мето­дики "исключение лишнего";
• задания на обнаружение связей между понятиями с использовани­ем методики "аналогии" или "двойные аналогии";
• задания на обнаружение связей между понятиями с использовани­ем методики "логика связей";
• задания на изображение соотношения между понятиями с помо­щью кругов Эйлера.

При составлении системы задач общее число задач можно определить на основании критерия, эмпирически установленного И.И. Нур­минским. Этот критерий утверждает, что для усвоения учеником элемента зна­ния необходимо от 2-3 до 15-17 (в зависимости от сложности элемента) вовле­чений этого элемента в учебный процесс . Этот критерий даёт примерные ориентиры для выбора числа задач.

В теории поэтапного формирования умственных действий П.Я. Гальпери­на указывается на необходимость выполнения 50-70 заданий, но такое число заданий гарантирует фор­мирование автоматизированного навыка на подсознательном уровне. Для большинства школьных умений этот уровень не является обязательным. Доста­точно, чтобы учащийся усвоил ориентировочную основу деятельности на ре­продуктивном уровне и умел применять её либо в ситуации первичного усвое­ния, либо в изменённой ситуации, пользуясь произвольным контролем соб­ственной умственной деятельности. Для достижения этого уровня учащимся с высоким и средним уровнями когнитивного развития достаточно выполнить от 5 до 15 заданий. Для учеников с низ­ким уровнем когнитивного развития необходимо увеличить число заданий (это нужно учитывать при определении числа задач), причём их количество оказыва­ется зависящим от индивидуальных особенностей учащегося.

Мышление

Интеллект человека в первую очередь определяется не суммой накопленных им знаний, а высоким уровнем логического мышления. Соответственно, мыслительная деятельность людей совершается при помощи мыслительных операций: сравнения, анализа, синтеза, абстракции, обобщения, конкретизации. Все эти операции являются различными сторонами основной деятельности мышления – опосредования, т.е. раскрытия всё более существенных объективных связей и отношений между предметами, явлениями, фактами.

Ничто так, как математика, не способствует развитию мышления, особенно логического, так как предметом её изучения являются отвлечённые понятия и закономерности, которыми в свою очередь занимается математическая логика. Вот лишь некоторые примеры упражнений, которые используются практически на каждом уроке:

• задачи на смекалку
• задачи-шутки
• числовые фигуры
• задачи с геометрическим содержанием
• логические упражнения
• математические игры и фокусы
• кроссворды и ребусы
• комбинаторные задачи
• …

В заключение хотим предложить Вам маленький тест на IQ .

Мышление – обобщённое отражение действительности, вид умственной деятельности, заключающейся в познании сущности вещей и явлений, закономерных связей и отношений между ними

СОН РАЗУМА РОЖДАЕТ ЧУДОВИЩ Ф.Гойя