Глава 8 - Библиотека проекта "Учим учиться"

Индивидуальный тренинг в цифровой среде

И.Н. Кондратьева, Д.Д. Рубашкин

Одной из составляющих проекта «Управление развитием образовательных отношений субъектов в начальной школе в условиях цифровизации» является проведение экспериментальной работы на образовательных площадках с последующей разработкой методических рекомендаций для школ, планирующих переход к новым формам организации учебного процесса. Раздел IV «Эксперимент» монографии состоит из двух глав: данная глава содержит научно-педагогическое обоснование инновационной учебной практики, в рамках которой изучаются действия различных субъектов учебного процесса и их взаимоотношения; глава 9 посвящена непосредственно описанию пилотного эксперимента в школах.

Ключевой методологической идеей нашего эксперимента является исследование действий и взаимодействий субъектов учебного процесса в ходе инновационной практики — компьютерного тренинга. Эта активная форма учебной деятельности обучающихся, поддерживаемая различными инструментами обратной связи, может рассматриваться как важная составляющая обучения в начальной школе. В настоящем исследовании под тренингом мы будем понимать повторяющиеся учебные действия, цель которых — форми- рование и развитие различных умений и навыков. Другими словами, тренинг — это выполнение рутинных операций, производимое до наступления того момента, когда обучающийся начинает безошибочно выполнять необходимые действия, оперируя различными исходными данными.

Идея тренинга как активного учения в целом соответствует деятельностному подходу, который строит процесс обучения вокруг личности обучающегося, и в этом плане тренинг имеет надежную научно-педагогическую основу [Леонтьев].

4. Леонтьев А. А. Педагогика здравого смысла. Смысл, 2016. 530 с.

На стадии цифровизации компьютер становится не только инструментом учебной деятельности, но и источником сигнала обратной связи для обучающегося. Возрастает значимость компьютерного тренинга для процесса обучения в целом (подробно эта тема освящена в главе 3 данной монографии), а задача разработки соответствующих методических и дидактических материалов для проведения тренинга приобретает особую актуальность в период поисков новой дидактики. Вот, например, мнение ведущего эксперта Г.С. Ковалевой:

«Качество образовательных достижений школьников в основном определяется качеством учебных заданий, предлагаемых им педагогами».

Из выступления на конференции ЕАОКО (Минск, 2019 г.), см.: Восьмая ежегодная международная конференция Евразийской Ассоциации оценки качества образования.

Описываемый в главе 9 пилотный эксперимент основан на оригинальном подходе к созданию тренинговых заданий, нацеленных на формирование и отладку когнитивных алгоритмов у обучающихся в начальной школе. Ниже приведено обоснование этого подхода через сопоставление учебной практики, в ходе которой дети многократно выполняют рутинные операции, с процессом отладки компьютерных алгоритмов.

1. Алгоритмическая основа когнитивного развития

Цифровая трансформация школы является необходимым следствием процессов модернизации, затрагивающих все социальные сферы. Цифровизация иногда рассматривается как углубление и закрепление изменений, привнесенных в образовательный процесс в рамках компьютеризации и информатизации,

9. Уваров А. Ю. Цифровая трансформация и сценарии развития общего образования / А. Ю. Уваров ; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Институт образования. М. : НИУ ВШЭ, 2020. 108 с. (Современная аналитика образования. № 16(46)).

однако можно выделить и существенные отличия, характерные именно для этой стадии инновационного развития школы. Новое качество заключается в том, что в фокусе изменений оказывается не столько доступность различных источников образовательной информации и программных инструментов, как это было на предыдущих стадиях, сколько перенос в цифровую среду всей системы отношений, существующей сегодня в школе и вокруг нее.

Цифровизация школы не оставляет в стороне ни педагогов, ни администраторов, ни родителей, ни самих школьников. Всем придется столкнуться с новой реальностью, адаптироваться к ней, переведя все виды учебной, педагогической и управленческой деятельности «на цифровые рельсы». Цифровизация во многом уравняет на единой технологической основе субъект-субъектные отношения между людьми и отношения типа «человек — компьютер». Эта тенденция проявится в первую очередь в формализации и регламентации межсубъектных отношений.

Все виды деятельности, связанные с использованием компьютера как инструмента, опираются на алгоритмы, реализованные в виде программных процедур. Говоря техническим языком, в цифровой среде человек, как и компьютер, оказывается исполнителем определенных алгоритмов. Механизмом трансформации становится взаимодействие участников образовательных отношений на цифровой платформе, а основой отношений — «алгоритмизация взаимодействия участников платформы: процедуры взаимодействия участников детерминированы и реализуются в рамках установленного алгоритма». Межсубъектные взаимодействия, которым раньше (несмотря на наличие ведомственных стандартов, должностных инструкций и регламентов) все же были присущи гибкость в принятии решений, нечеткость правил, субъективность, становятся гораздо более жестко структурированными и контролируемыми на соответствие установленным процедурам.

Перспектива сосуществования людей и компьютеров в образовательной среде привлекает все большее внимание к сравнению механизмов функционирования естественного и искусственного интеллектов. Впервые эта тема стала предметом научного анализа в классическом труде Дж. фон Неймана «Вычислительная машина и мозг».

5. Нейман Дж. фон. Вычислительная машина и мозг / Джон фон Нейман ; [пер. с англ. А. Чечиной]. М. : АСТ, 2018. 192 с.

Сравнивая алгоритмическую основу поведения человека и функционирования вычислительной машины, Нейман предложил концепцию создания искусственного, то есть компьютерного, интеллекта. Сегодня, как и в середине XX в., эта тема вновь находится в фокусе общественного внимания, теперь не только в научном, но и в практическом аспекте. Растет число публикаций, посвященных сравнительному анализу процессов интеллектуального развития и самообучения нейронных сетей, то есть сопоставлению принципов обучения компьютера и человека.

Направленность большинства исследований связана с цифровой реконструкцией естественных процессов когнитивного развития. Эта проблематика рассматривается в контексте создания программного обеспечения, предназначенного для автоматического выполнения тех или иных функций, ранее относившихся к сфере ответственности человека. Компьютер рассматривается как аналог человеческого мозга, обладающий мощным и при этом развивающимся интеллектом. Однако в новой реальности неменьший интерес представляет и обратный ракурс: «мозг как компьютер». Или, другими словами: как алгоритмически должно быть построено обучение человека, чтобы результаты его развития отвечали потребностям цифрового общества? Этот вопрос приобретает особую актуальность в контексте междисциплинарных исследований, совмещающих методологию наук об образовании и технических наук.

В условиях цифровой модернизации существенно изменяется информационно-образовательная среда, поэтому появляются основания для пересмотра некоторых традиционных представлений гуманитарных наук. Педагогическая психология как наука, изучающая методы обучения и воспитания, не может игнорировать существенные изменения в поведении обучающихся, вызываемые влиянием различных источников информации. В предшествующие десятилетия в России развивалась преимущественно деятельностная теория учения, а когнитивному подходу уделялось меньше внимания. В частности, информационные теории критиковались за то, что «познавательная деятельность человека отождествляется с процессами, происходящими в компьютерах» [Талызина].

8. Талызина Н. Ф. Педагогическая психология : учеб. пособие для студ. сред. пед. учеб. заведений. М. : Академия, 1998. 288 с.

Представляется, однако, что значимые социальные и технологические изменения заставляют с бóльшим вниманием отнестись к анализу сходств и различий между процессами, лежащими в основе обучения (в частности, обучения детей в начальной школе), и алгоритмическим по сути поведением компьютерных систем. Речь, конечно, идет не о противопоставлении когнитивного (информационного) подхода деятельностному, а об их сочетании.

2. «Эвристическая» и «алгоритмическая» составляющие познавательной деятельности

Представление о том, что познавательная деятельность основывается на определенных алгоритмах, становится все более распространенным в преддверии наступления эры искусственного интеллекта. Если компьютер можно научить решать интеллектуальные задачи, почему бы не использовать алгоритмическую модель в учебных практиках, представляя решение учебной задачи в виде последовательности определенных мыслительных операций?

На первый взгляд кажется, что такая постановка вопроса противоречит принципам современной педагогики, которая не одобряет шаблонов в интеллектуальном развитии, призывает к развитию креативных способностей, поддерживает проявления индивидуальности.

Однако поиск новых решений, эвристическая деятельность не могут развиваться без опоры на надежный фундамент: «для того, чтобы познавать, необходимо вначале уметь по- знавать. Это умение должно предшествовать познанию. Мозг должен иметь какие-то изначально заложенные программы переработки информации».

1. Аллахвердов В. М. Сознание как парадокс. СПб. : ДНК, 2000.

Когда речь идет об искусственном интеллекте (самообучающиеся системы), все осознают, что сложные алгоритмы не возникают на пустом месте, а могут работать лишь в подготовленной, заранее созданной операционной среде. Можно предположить, что и применительно к человеку должны действовать аналогичные механизмы. Необходимо научиться находить в обучении баланс между двумя составляющими, которые можно условно назвать «эвристической» и «алгоритмической».

В предисловии к третьему изданию (2012) книги Дж. фон Неймана Р. Курцвейл описал структуры, на которых основано восприятие информации мозгом:

«Кора головного мозга представляет собой иерархию распознавателей шаблонов». Простейшие шаблоны позволяют человеку различать элементарные зрительные образы. По мере продвижения вверх по этой иерархии человеку становится доступным распознавание все более сложных объектов: букв (символов), слов, предметов, ассоциаций и т. д. Хотя современная наука не может пока с достаточной точностью описать физиологические процессы, приводящие к переходу от простых шаблонов к более сложным, компьютерные аналогии могут помочь в выдвижении гипотез, продуктивных в контексте создания методик обучения и учебных практик, особенно на начальной ступени образования, когда человек только «учится познавать».

5. Нейман Дж. фон. Вычислительная машина и мозг / Джон фон Нейман ; [пер. с англ. А. Чечиной]. М. : АСТ, 2018. 192 с.

В этой логике мозг взрослого человека, получившего полноценное общее и тем более профессиональное образование, можно сравнить с компьютером хорошей конфигурации, оснащенным всем необходимым для его деятельности программным обеспечением. Это сложный комплекс, в котором можно найти аналоги операционной системы, библиотеки стандартных функций, прикладные программы и т. п. Такой «компьютер» обеспечивает своего пользователя необходимыми для различных видов деятельности инструментами, его возможности можно улучшать (hardware upgrade, software update), что соответствует концепции «учиться всю жизнь». Но все же «базовая конфигурация» создается преимущественно формальным образованием.

Теперь попытаемся найти «компьютерные» аналогии для ребенка, который находится на начальной стадии систематического обучения. Потенциальные возможности его мозга пока что используются крайне незначительно. Еще только предстоит выстроить иерархию когнитивных шаблонов, которые станут основой его интеллекта, способности решать разнообразные задачи.

Алгоритмическая природа интеллекта ребенка так же несомненна, как и взрослого, только доступные ему алгоритмы пока значительно проще. Когда ребенок приходит в школу, он оперирует только базовыми операциями — простейшими навыками (да и они еще тоже не совсем «отлажены»). Если в плане органов чувств его познавательные возможности уже в значительной степени сформированы, то алгоритмическое обеспечение еще только пред- стоит выстроить шаг за шагом. По мере того как усложняются выполняемые ребенком учебные действия, совершенствуется не только «программное обеспечение», но и сам мозг. Как формулирует Т.В. черниговская:

«Обучение меняет мозг человека в физическом смысле: увеличивается качество нейронной сети, то есть растет серое и белое вещества».

Разговор с Татьяной черниговской // Прямая речь

Активный тренинг, связанный с регулярным выполнением действий интеллектуального характера, важен не только для когнитивного, но и для физиологического развития.

На ранней ступени ребенок еще не способен распознавать уже известные ему по предыдущему опыту типы заданий. С алгоритмической точки зрения это означает, что для каждой задачи логика решения, «блок-схема» строится заново. Только позднее становится возможным обобщение, доступные мозгу алгоритмы приобретают способность типологизировать различные учебные задачи. Ребенок обретает способность «распознавать» задачи, с которыми он уже сталкивался, и перестает решать каждую задачу «с нуля». Это происходит только в процессе систематического учения, а пока оно еще не началось, мозг «обычного» ребенка можно сравнить не с хорошо оснащенным компью- тером, а с только что приобретенным гаджетом, на который еще предстоит установить все необходимые приложения и настроить в соответствии с собственными предпочтениями пользователя.

Взрослых система образования и собственный повседневный опыт уже познакомили со многими закономерностями, правилами, условностями. Каждый, кто учился в школе, знаком со значениями многих понятий, терминов, символов, пока еще неизвестных ребенку. Детям эти взрослые «конвенции» пока неведомы, с ними приходится знакомиться в процессе обучения, общаясь со старшими, перенимая их приемы и методы. В формальном обучении учителя передают детям «опыт человечества», а также свои собственные представления о том, как решается та или иная задача.

Процесс передачи навыков и умений — это не формальное копирование «матрицы» готового решения от взрослого ребенку. Это адаптация алгоритма действий одного — уже обученного — исполнителя для другого, обладающего пока что меньшими возможностями (как бы сокращенной системой выполняемых операций). Чтобы убедиться в том, что перенос алгоритма произведен корректно, нужно проверить его в действии. Мало объяснений учителя, нужна самостоятельная учебная деятельность, индивидуальная практика, которая поможет убедиться самому и убедить других, что требуемые умения действительно сформировались.

3. Элементарные учебные действия

В какой степени аналогия между стимулированием когнитивной деятельности ребенка и созданием программного обеспечения компьютера может помочь в решении дидактических задач? В этой логике, связывающей достижение определенных образовательных результатов с усложнением алгоритмического обеспечения мозга ребенка, следует найти подходящие аналогии и для самого процесса обучения. Любой алгоритм должен быть корректно составлен, а его программная реализация должна давать правильные (с точки зрения составителя) результаты. Корректность функционирования проверяется в процессе отладки. Отлаженная программа стабильно работает и может оперировать различными входными данными (в границах используемой информационной модели).

Если вышеизложенное перевести с компьютерного языка на педагогический, то можно отметить сходство целей отладки программы и обучения ребенка, а именно: корректное и при этом стабильное выполнение заданных функций (учебных действий) вне зависимости от условий конкретной задачи данного типа. Есть все основания для сопоставления учебной практики, направленной на формирование умений, с отладкой алгоритма. Поэтому в условиях цифровизации может возникнуть оправданная педагогическая потребность в заимствовании приемов тестирования программного обеспечения для достижения результативности процесса обучения.

Алгоритм, лежащий в основе любой программы, является абстрактной управляющей моделью. Программист должен добиться, чтобы эта модель обеспечивала необходимое поведение компьютера или другого исполнителя алгоритма. чтобы подтвердить, что написанная программа соответствует логике исходной модели, недостаточно один раз запустить ее на исполнение и убедиться, что получен правильный итоговый результат. Обычно в ходе отладки приходится проверять работу не только программы в целом, но и отдельных ее частей. Для этого в программном коде предусматриваются «контрольные точки», позволяющие выявлять операции, результат которых не соответствует ожидаемому.

Когда речь идет об учебных действиях, точно так же следует обеспечить возможность отладки за счет разделения когнитивного алгоритма на проверяемые операции. Это значит, что при разработке учебных заданий также следует предусмотреть в предполагаемом алгоритме выполнения «контрольные точки», чтобы иметь возможность анализировать не только итоговый результат, но и процесс решения.

Эти промежуточные результаты прохождения познавательного алгоритма естественно связывать с выполнением элементарных учебных действий (далее — ЭУД). К подобным действиям могут относиться различные операции с информационными объектами, в том числе нахождение нужных сведений в информационном источнике, списывание, выполнение арифметической операции, логического вывода, сравнение и т. д. Поясним содержание этого понятия на простых примерах. Пусть дана задача, где нужно определить площадь прямоугольника. чтобы решить ее, ученик должен найти в условии сведения о длине одной стороны (чтение), затем другой стороны (чтение), затем перемножить эти величины (вычисление) и записать результат в требуемой форме (письмо). А, например, в задании, где требуется записать в таблицу, в какое море впадает река Енисей, нужно найти название этой реки на карте (чтение графической информации), определить направление ее течения (чтение графической информации), проследить путь до устья (логический вывод), прочитать название моря (чтение) и аккуратно вписать его в нужную ячейку (запись в таблицу).

В каждом из этих ЭУД могут быть допущены ошибки, и их происхождение может быть различным (извлечены неверные исходные данные, ошибка в вычислении, некорректное написание названия географического объекта и т. п.). Педагог, заинтересованный в формировании у обучающихся устойчивых навыков и умений, не должен полагаться только на проверку ответа. Даже если ответ верен (он мог быть угадан, подсказан, получен в результате наложения нескольких ошибок), нужно проверить, что не было допущено ошибок на промежуточных шагах. А если получен неверный ответ, тем более важно разобраться, в каком месте цепочки ЭУД была допущена ошибка.

Идея фиксации и проверки всех выполняемых ЭУД была положена в основу экспериментального исследования, в котором анализу подвергались типы ошибок, допускаемых обучающимися при выполнении заданий метапредметного типа. Участники эксперимента работали на образовательной платформе, а ход и результаты фиксировались для анализа и интерпретации в виде «цифрового следа». Пример фрагмента записанного следа выполнения задания (трека) приведен на рис. 34.

*Рис. 34.* Пример фиксации результатов выполнения заданий учащимся (трек)

На рис. 34 отображена часть действий ученика, связанных с выполнением одного из заданий тренинга. В этом задании на экране были даны несколько фраз с пробелами, в которые требовалось вписать пропущенные слова. Верхняя строка трека — это тот правильный ответ, который программа готова принять. Следующие строки — это попытки ученика выполнить необходимые ЭУД. Видно, что уже в первой попытке он выбрал нужные по смыслу слова, однако не проверил написанное, в результате чего программа выявила ошибочные действия. После этого, как мы видим, ученик исправил опечатку в слове «жаркого», но не обратил внимания, что слово «Африка» стоит в неверном падеже. Поэтому ему пришлось сделать еще одну попытку, после чего компьютер принял ответ. Очевидно, что ошибка была найдена в результате двух итераций. Анализируя природу допущенных ошибок, можно предположить, что ученик не уделил достаточно внимания проверке результатов каждого из выполненных ЭУД. Дальнейшая работа с этим учеником должна быть нацелена на развитие умения находить и исправлять ошибки списывания непосредственно в первой попытке, а не после получения сигнала об ошибке от компьютера.

Еще одно важное обстоятельство проясняется благодаря рассмотрению аналогии между тренингом и отладкой программы. И в программировании, и в обучении различные на первый взгляд ошибки имеют общую причину, являются следствием того, что некорректно выполняются одни и те же операции. Например, если в электронной таблице неправильно заданы правила округления, это будет проявляться в некорректности данных, получаемых при решении задач различного содержания. Так же обстоит дело и с действиями ребенка. Если он не научился внимательно читать задание, он может по этой причине допускать ошибки в любых типах ЭУД: и в вычислениях, и в логических умозаключениях, и в ответах на конкретные вопросы. И в том и в другом примерах проявления ошибок разные, а причина у них общая: некорректная реализация исполняемого алгоритма. Учителю важно научиться типологизировать и систематизировать обнаруживаемые ошибки, а не рас- сматривать каждую учебную задачу в отдельности. При анализе и интерпретации некорректных действий обучающегося нужно стремиться найти те ЭУД, выполнение которых у данного ребенка регулярно приводит к ошибкам, то есть выявить корневые причины отклонения от правильного выполнения алгоритма.

Описанная выше концепция, основанная на анализе выполнения ЭУД, кардинальным образом отличается от методов оценивания, используемых в сегодняшней массовой школе. Образовательные результаты формулируются чаще всего в описательном ключе, с опорой на плохо формализуемые и плохо проверяемые понятия. Например, основой существующих образовательных стандартов является универсальное учебное действие (УУД), введенное в современную практику, в частности, А.Г. Асмоловым.

2. Асмолов А.Г. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия к мысли : пособие для учителя / А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А. Володарская [и др.] ; под ред. А.Г. Асмолова. М. : Просвещение, 2008.

Формирование УУД является ключевой идеей различных методических подходов, рекомендуемых для использования в массовой школе. УУД, понимаемые как «совокупность способов действий учащегося и навыков учебной работы» — это скорее рамочный индикатор, нежели практически используемый критерий для оценки результативности обучения. В образовательных отношениях, которые возникают в процессе цифровой трансформации, такой нечетко определенный индикатор не может использоваться из-за субъективности трактовок и невозможности однозначного решения, понимаемого и принимаемого всеми субъектами учебного процесса. ЭУД как элементарное действие может рассматриваться как «единица анализа учения», что дает основание для практической реализации идей деятельностного подхода

Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. М., 1989. Т. 1. С. 192–193.

в условиях, когда компьютер становится частью учебного процесса.

Многие создатели дидактических материалов для младших классов считают приоритетными задания, где есть элемент творчества, а безошибочности рутинных действий уделяют меньше внимания. Стремясь к унификации тестовых заданий, они чаще всего используют модель теста как «черного ящика» (рис. 35, а). Проверяется соответствие полученного обучающимся ответа заданному, но ход решения задачи (то есть алгоритм действий ребенка) остается скрытым от педагога. Логика процесса отладки требует другой модели (рис. 35, б). Мало проверять итоговый ответ, полученный учеником при выполнении задания, — важно убедиться, каким путем он пришел к этому ответу. Имея доступ к «контрольным точкам», педагог получает возможность восстановить ход выполнения задания, понять и объяснить ученику природу допущенной ошибки (непонимание формулировки задания, невнимательность, неумение выполнять определенные действия и т. д.). В технике эти данные, фиксирующие наличие некорректных действий, называются синдромом ошибки и служат для коррекции действия исполнителя алгоритма (в данном случае обучающегося).

Эта техническая аналогия подчеркивает, что переход от теоретической постановки образовательных задач к учебным практикам требует дробления когнитивного алгоритма на проверяемые элементарные операции для контроля корректности всего хода выполнения задания, а не только проверки результата.

*Рис. 35.* Контрольные точки в алгоритме выполнения задания

Завершая сравнение двух подходов к разработке дидактических материалов, уместно еще раз сослаться на мнение ведущего российского эксперта по исследованиям PISA Г.С. Ковалевой, которая в своих выступлениях сетует на дефицит учебных заданий, которые позволяли бы не только проверять, но и формировать значимые умения метапредметного типа, необходимые, чтобы наилучшим образом подготовить российских школьников к международной конкуренции.

4. Алгоритмические основы функциональной грамотности

Возвращаясь к идее баланса между «эвристической» и «алгоритмической» составляющими процесса обучения, можно отметить, что понятие УУД применимо в широко понимаемой образовательной деятельности, но для собственно учебных действий формального обучения планируемые результаты и критерии оценивания должны формулироваться как набор «тактических целей». В первую очередь это требование важно для достижения тех базовых результатов, без которых невозможно полноценное дальнейшее обучение. В начальной школе умению учиться следует уделять особое внимание, чтобы все необходимые ЭУД выполнялись с точностью и безошибочностью отлаженной компьютерной программы. Эти базовые навыки и умения являются инвариантной составляющей любой траектории обучения в начальной школе, которая может быть соотнесена с понятием «грамотность» в современном его понимании.

Приняв за основу эту метафору, будем разбираться, какие алгоритмические решения должны быть предложены ребенку в качестве базового слоя (ядра), чтобы поверх него можно было постепенно конструировать полноценное «программное обеспечение»: различные компетенции, «навыки XXI века» и все прочее, что относится к «эвристической» составляющей.

Большинство элементарных операций компьютера имеют трехзвенную структуру: «ввод — преобразование — вывод». Процессор считывает исходную информацию из памяти или с устройства ввода, преобразует ее в соответствии с выполняемой командой и выводит результат на внешнее устройство (или временно записывает его туда, где он будет храниться для последующего использования). Развивая эту аналогию, можно и в простей- ших мыслительных операциях зафиксировать те же три звена: «чтение — преобразование — письмо». Здесь уместно воспользоваться определением такой характеристики, как функциональная грамотность, принадлежащим А.А. Леонтьеву:

«Функциональная грамотность — это способность человека свободно использовать навыки и умения чтения и письма для получения информации из текста, то есть для его понимания, компрессии, трансформации и так далее (чтение) и для передачи такой информации в реальном общении (письмо)».

3. Леонтьев А. А. От психологии чтения к психологии обучения чтению // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции (26–28 марта 2001 г.) : в 2 ч. Ч. 1 / под ред. И.В. Усачевой. М., 2002.

Отметим, что взгляд ученого подтверждает правомерность предположений, сделанных на основании технических аналогий.

Приведенное определение появилось задолго до феномена цифровизации, а современная трактовка функциональной грамотности дополняет информационный аспект инструментальным. В исследовании «Российская школа: начало XXI века» уточняется:

«Важно отметить, что в настоящее время функциональная грамотность рассматривается как навыки работы с информацией, представленной в таких различных форматах, как печатные и визуальные материалы (книги, журналы, знаки, постеры и т. д.), а также различные медианосители (радио, телевизор, компьютер или смартфон)».

6. Российская школа: начало XXI века / С.Г. Косарецкий, К.А. Баранников, А.А. Беликов [и др.] ; под ред. С.Г. Косарецкого, И.Д. Фрумина ; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики», Ин-т образования. М. : Изд. дом Высшей школы экономики, 2019. 432 с. (Российское образование: достижения, вызовы, перспективы / науч. ред. Я.И. Кузьминов, И.Д. Фрумин).

В этой формулировке подчеркивается ключевая роль действий с информацией, которые укладываются в расширительно понимаемые понятия чтения и письма. Обратим внимание, что функциональная грамотность базируется на умении работать с информацией, не вписанной в контекст конкретного учебного предмета. Другими словами, формирование функциональной грамотности относится к тем метапредметным результатам, которые должны предшествовать предметному обучению, — это задача начальной школы.

Сопоставляя определение А.А. Леонтьева с приведенной выше трехзвенной цепочкой «ввод — преобразование — вывод», можно предположить, что функциональная грамотность представляет собой алгоритмическое ядро дальнейшего обучения. Действия с учебной информацией носят универсальный характер, соответствующие навыки и умения должны формироваться на начальной стадии обучения, пока учебный процесс еще не стал расходиться по предметным колеям. В педагогический арсенал начальной школы должен быть встроен процесс отладки алгоритмов, лежащих в основе функциональной грамотности, то есть требуется практика, состоящая в выполнении каждым ребенком необходимых ЭУД и их оценивании.

Определение А.А. Леонтьева представляется соответствующим практическим потребностям. На его основе можно не только формулировать требования к образовательным результатам, но и строить соответствующую этой цели дидактику, разрабатывать необходимые контрольно-измерительные материалы, методы и критерии оценивания.

Переформулируем определение функциональной грамотности таким образом, чтобы стал ясен алгоритм выполнения учебных действий. Эту когнитивную цепочку мы будем называть ReACT. Расшифруем:

Re — read — читаем. Здесь подразумевается восприятие обучающимся исходной информации, в каком бы формате она ни была представлена. Это может быть в буквальном смысле чтение текста, но к этому же типу действий относятся считывание сведений с карты, схемы, таблицы, восприятие информации на слух и т. д. Информация может быть статичной или динамически меняться — в любом случае мы говорим о чтении, понимая этот термин в расширительном смысле;
A — analyse — анализируем. Если первая фаза — это непосредственное восприятие информации, то второе звено предполагает соотнесение полученных сведений с заданием, то есть включение исходной информации в контекст определенной учебной задачи. Иногда этот анализ предполагает повторное чтение формулировки задания, так как теперь она воспринимается уже иначе, в определенной смысловой связи с изучением информационного источника (или источников);
C — compress — «сжимаем» информацию, выделяем значимое. Исходные сведения, предоставляемые в информационных источниках, почти всегда избыточны, если рассматривать их с точки зрения выполнения конкретного задания. Важно уметь сократить объем анализируемой информации, «сжать» ее, выделив то, что требуется для выполнения задания «здесь и сейчас», и отбросив несущественное в данном контексте;
T — transform — преобразуем (в тот формат, который требуется в задании). Во многих заданиях исходную информацию нужно преобразовать и дать ответ в форме, отличной от первоначального представления. Например, на основании текста нужно заполнить таблицу. Или, найдя информацию на карте, составить корректное высказывание по текстовому шаблону. Эти действия, завершающие алгоритм выполнения задания, могут рассматриваться как расширительное толкование письма, то есть создания собственного информационного объекта.

Цепочка ReACT является универсальным алгоритмом выполнения заданий различного типа. Каждое из звеньев этой цепочки представляет собой последовательность более мелких операций — ЭУД. Если в результате тренинга ЭУД различного типа выполняются обучающимися без ошибок, это значит, что школьники готовы к самостоятельной работе с учебной информацией в логике ReACT. Другими словами, отладка когнитивных алгоритмов на уровне ЭУД приводит к формированию основ функциональной грамотности в трактовке А.А. Леонтьева.

5. Учебные действия как рутина

Для формирования устойчивых умений ребенок должен многократно выполнять учебные задания, построенные в логике ReACT. Такая цель сама по себе не выглядит привлекательной для детей. Нужно признать, что формирование основ функциональной грамотности — это не увлекательная игра, а рутина учебной деятельности.

Термин «рутина» означает устойчивый порядок действий. Он применяется и в компьютерной литературе (computer routine — программная процедура, subroutine — подпрограмма).

Убедить детей в необходимости ответственного выполнения этих повторяющихся действий — долг учителя. К каким бы творческим проявлениям ни лежала его душа, никакое серьезное за- нятие в рамках школьной программы не удастся превратить в свободное проявление предпочтений ребенка. Нельзя рассчитывать, что каждый мальчик или девочка будут охотно повторять упражнения. Но обойтись без этапа учебной рутины нельзя.

Тот, кто хочет стать, например, профессиональным пианистом, должен смириться с гаммами и подолгу играть этюды, чтобы «поставить технику». Без «техники» не обойтись ни в искусстве, ни в спорте, какой бы жанр или вид мы ни выбрали. Техника только гениям дается от природы, остальные должны пройти через долгие часы тренировок. И только потом, когда проблем с техникой уже не останется, начнется то самое творчество, ради которого приходится преодолевать трудности первого этапа.

Точно так же дело обстоит и с учебой. Наивно рассчитывать, что удастся обойтись без однообразных, но необходимых упражнений. Необходимых для того, чтобы сформировался набор навыков — та самая техника выполнения ЭУД. чем раньше эти навыки появятся и будут доведены до автоматизма, тем меньше раздражения будут вызывать эти рутинные операции. А самое главное — можно будет двигаться вперед, туда, где и начинаются знание, творчество, соревнование, то есть к «эвристической» стадии. Там уже нельзя ограничиться универсальными алгоритмами типа ReACT. Когнитивная дея- тельность по-прежнему останется алгоритмической по своему характеру, но эти алгоритмы каждый человек отлаживает в процессе своего развития, который основывается на формальном обучении, но далеко выходит за его пределы. В терминах нейрофизиологии (по Р. Курцвейлу) для этого требуется, чтобы сформировался набор распознавателей шаблонов высокого уровня.

5. Нейман Дж. фон. Вычислительная машина и мозг / Джон фон Нейман ; [пер. с англ. А. Чечиной]. М. : АСТ, 2018. 192 с.

А рутинный процесс отладки простых когнитивных алгоритмов — это тот фундамент, на котором строится любой образовательный маршрут.

Формирование любого умения предполагает активную деятельность самого обучаемого. Когда класс по команде синхронно выполняет одни и те же задания, учителю трудно обеспечить рабочий ритм, подходящий в равной мере для всех учеников. Особенно заметно проявляются негативные аспекты фронтальной работы, когда учебный коллектив неоднороден по составу. Те, кто лучше подготовлен, быстро справляются с заданиями, а после этого или скучают без дела, или торопят учителя, вынуждая его двигаться дальше. Те, кто послабее, не могут действовать в комфортном для себя темпе, отстают от товарищей, раздражаются или, напротив, теряют интерес и впадают в апатию. В результате значительная часть класса обречена на неполноценное учение. По мере усложнения материала их отставание, которое началось в начальной школе, может стать необратимым. Учителям приходится учитывать наличие отстающих и приноравливаться к их возможностям, искусственно замедляя движение всего учебного коллектива.

Так проблема несформированности базовых умений приводит к снижению эффективности учебного процесса в целом. Поэтому индивидуальная работа каждого, постановка учебной техники у всех без исключения учеников должны стать приоритетной задачей учителя начальной школы. Он должен найти способы увлечь детей этой рутинной работой, научить их учиться. Опыт подобного тренинга показывает, что основные риски потери мотивации проявляются на начальной стадии. Как только дети привыкают к самостоятельной работе с компьютером и ощущают привлекательность самооценки (с возможностью улучшить свои баллы за счет повторных попыток), их заинтересованность в результате не пропадает даже при отсутствии внешних стимулов (игра, соревнование и т. п.).

6. Распределение субъектных ролей в процессе тренинга

Регулярно повторяемые ЭУД, собираемые в цепочки типа ReACT и оперативно проверяемые компьютером, и являются основой тренинга — процесса отладки соответствующих когнитивных алгоритмов, в котором активную сознательную роль играет сам обучающийся.

Необходимость учебной рутины именно как «умения учиться» должна быть понятна самому ребенку. Не даст нужного эффекта выполнение технических заданий «для кого-то», при собственном равнодушном отношении к результату. С другой стороны, самостоятельно достичь целей тренинга большинство учащихся начальной школы не в состоянии. Следовательно, педагогическая задача требует наличия «партнера», который обнаружит неверные ответы, подаст сигнал о необходимости скорректировать свое поведение, поможет оценить собственные действия, подскажет, как найти допущенные ошибки. Таким партнером может быть взрослый (учитель, родитель, психолог и т. д.) или компьютер. Преимущества и ограничения обоих вариантов подробно обсуждаются в главе 3, посвященной анализу различных моделей управления учебным процессом с использованием цифровых технологий.

Индивидуальные практики, реализуемые в учебном коллективе, ставят перед учителем задачи организации параллельной самостоятельной работы группы учеников. «На уровне школы источником функциональной неграмотности может выступать отсутствие возможности со стороны учителей начальной и основной школы учитывать особенности каждого ученика» .

«На уровне школы источником функциональной неграмотности может выступать отсутствие возможности со стороны учителей начальной и основной школы учитывать особенности каждого ученика».

Эта задача может оказаться непосильной, если не использовать возможности цифровых технологий. Функция взрослого заключается в том, чтобы правильно определить возможности каждого ребенка и оказать ему адресную помощь в переходе в зону ближайшего развития. А компьютерный интеллект приходит учителю на помощь, предоставляя в сжатом виде аналитику данных о когнитивном развитии его учеников, необходимую, чтобы правильно построить индивидуальные образовательные траектории. Но и сами ученики не являются в ходе тренинга пассивными исполнителями. Учитель анализирует данные и принимает решения, а ученик, следуя его рекомендациям, управляет своей работой, добиваясь через повторяющуюся деятельность стабильного выполнения ЭУД.

Чтобы компьютер мог включиться в образовательные отношения между учителем и его учениками, задания, которые предлагаются детям на этапе «отладки алгоритмов», должны соответствовать требованию однозначности оценивания. Если предполагается, что ответ может быть дан в свободной форме, то возникает проблема формальной оценки, которую дают выполненной работе разные субъекты. На «алгоритмической» стадии такая неоднозначность недопустима, потому что ребенок может потерять ориентир и в самооценке. Ему придется спрашивать мнение взрослого (учителя, родителя), которое может оказаться и запоздавшим, и необъективным. Это, в свою очередь, открывает возможности для произвольной интерпретации ребенком внешней оценки, а значит, и для «лукавства» в самооценке. Поэтому все задания индивидуального тренинга с самооценкой должны иметь формализованную процедуру проверки, доступную как человеку, так и компьютеру.

Изменение ролей учителя и ученика, связанное с появлением нового субъекта отношений — компьютера, важно и для формирования психологических установок ребенка. Можно отметить как минимум два важных обстоятельства:

привыкнув к новой практике, ребенок начинает рассматривать компьютер как инструмент собственной деятельности. Обратная связь — сигнал о правильном или ошибочном действии — постепенно становится для него фактором самооценки. Поясним на примере. Когда на уроке физкультуры ученик бросает мяч в баскетбольное кольцо, он может сам оценить успешность действия, потому что видит результат. Точно так же о достижении цели в ходе действия, результат которого не столь очевиден, ученик судит по реакции компьютера. Компьютер как бы расширяет возможности непосредственного восприятия результата и тем самым включается в механизм самооценки и самообучения;
реакция компьютера на учебное действие носит объективный характер. К сигналу обратной связи не примешиваются субъективные факторы, которые во многих случаях склонен учитывать учитель.

Таким образом, можно заключить, что в отладке когнитивных алгоритмов роли распределены между тремя субъектами образовательных отношений:

учитель — ставит образовательную задачу;
ученик — непосредственно отрабатывает те или иные умения;
компьютер — выступает как средство автоматического контроля результата и инструмент самооценки ученика.

Выводы

В условиях цифровой трансформации и сам процесс обучения, и взаимодействия между субъектами образовательных отношений становятся более формализованными. В едином цифровом стандарте должны сосуществовать взаимодействия «человек — человек» и «человек — компьютер». Требуется достижение баланса между гуманитарной природой образовательной деятельности и алгоритмической четкостью при выполнении учебных действий в цифровой среде.
В рамках образовательного процесса на стадии цифровой трансформации должна увеличиваться доля учебных практик формального обучения, в которых развитие ребенка достигается за счет отладки когнитивных алгоритмов. На начальной стадии обучения эти алгоритмы имеют универсальный характер, так как на их основе строятся базовые навыки и умения. Задача педагога — добиться стабильного и по возможности безошибочного выполнения этих универсальных алгоритмов, представляющих собой цепочки ЭУД.
Основы функциональной грамотности (по Леонтьеву) формируются на базе когнитивной цепочки ReACT, аналогичной по структуре алгоритмам «ввод — преобразование — вывод», характерным для компьютерных операций.
В начальной школе велика роль рутинных действий, так как в младших классах закладывается фундамент последующего результативного обучения, то есть умение учиться. Отладка когнитивных алгоритмов достигается в ходе индивидуального тренинга, где компьютер выступает одновременно как инструмент выполнения учебных действий и как источник обратной связи для обучающегося.
Успешное выполнение ЭУД, формирование основ функциональной грамотности в начальной школе дают возможность на следующей ступени обучения сместить баланс от «алгоритмической» составляющей к «эвристической».

Литература

Аллахвердов В. М. Сознание как парадокс. СПб. : ДНК, 2000.
Асмолов А. Г. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия к мысли : пособие для учителя / А. Г. Асмолов, Г. В. Бурменская, И. А. Володарская [и др.] ; под ред. А. Г. Асмолова. М. : Просвещение, 2008.
Леонтьев А. А. От психологии чтения к психологии обучения чтению // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции (26–28 марта 2001 г.) : в 2 ч. Ч. 1 / под ред. И. В. Усачевой. М., 2002.
Леонтьев А. А. Педагогика здравого смысла. Смысл, 2016. 530 с.
Нейман Дж. фон. Вычислительная машина и мозг / Джон фон Нейман ; [пер. с англ. А. Чечиной]. М. : АСТ, 2018. 192 с.
Российская школа: начало XXI века / С. Г. Косарецкий, К. А. Баранников, А. А. Беликов [и др.] ; под ред. С. Г. Косарецкого, И. Д. Фрумина ; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики», Ин-т образования. М. : Изд. дом Высшей школы экономики, 2019. 432 с. (Российское образование: достижения, вызовы, перспективы / науч. ред. Я. И. Кузьминов, И. Д. Фрумин) [Электронный ресурс]. URL: https://ioe.hse.ru/data/2019/04/09/1176079128/Ros.shkola-text.pdf (дата обращения: 12.07.2021).
Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. М., 1989. Т. 1. С. 192–193.
Талызина Н. Ф. Педагогическая психология : учеб. пособие для студ. сред. пед. учеб. заведений. М. : Академия, 1998. 288 с.
Уваров А. Ю. Цифровая трансформация и сценарии развития общего образования / А. Ю. Уваров ; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Институт образо- вания. М. : НИУ ВШЭ, 2020. 108 с. (Современная аналитика образования. № 16(46)).