Николай Инсебович Пак - д.п.н., профессор кафедры информатики и информационных технологий в образовании
Красноярск
Nikolay I. Pak - Dr. Sci. (Pedagogy), Professor of Department of Informatics and Information Technologies in Education
Krasnoyarsk
Евгений Васильевич Асауленко - учитель
Дивногорск
Evgeny V. Asaulenko - Teacher
Divnogors
Цель исследования. Современные средства и методы обучения, как правило, неявно опираются на модель «черный ящик». В отличие от нее, модель «белый ящик» имеет явные дидактические преимущества. К сожалению, их сложно реализовать в образовательном процессе в связи с отсутствием доступных способов конструирования этой модели. Целью исследования является разработка технологии конструирования модели «белого ящика» в виде структурно-ментальной схемы расчетных задач в области элементарной физики. Эта технология предполагает использование вычислительных примитивов для построения задачных схем путем их суперпозиции.
Материалы и методы. Разработка технологии конструирования модели «белый ящик» в виде структурно-ментальной схемы расчетных задач в области элементарной физики. Использование вычислительных примитивов для построения задачных схем путем их суперпозиции. Определение сложности конкретной задачи через количество примитивов, участвующих в «маршруте» хода решения. Организация обучения студентов по модели «белый ящик» с визуализацией процесса формирования умений решать расчетные задачи.
Результаты. Схемы имеют возможность обеспечить прочность и полноту формирования умения решать задачи у обучаемого. При этом многообразие маршрутов и набор весов его путей составляют информационную модель обучения. В качестве примера представлены структурно-ментальные схемы по теме «тепловые явления». Они показывают необходимость использования нескольких типов примитивов, в частности, примитивов-функций, примитивов-суммы. Структурно-ментальные схемы позволяют организовать обучение студентов по модели «белый ящик», визуализировать процесс формирования и развития у обучаемых умений решать расчетные задачи, тем самым обеспечивая контроль и самоконтроль учебной деятельности.
Заключение. Опираясь на положения ментального подхода, предложена технология построения структурно-ментальных схем, представляющих когнитивный образ мыслительной деятельности по решению расчетных задач. Базовой основой технологии являются вычислительные примитивы, с помощью которых конструируются задачные схемы путем их суперпозиции. Сложность конкретной задачи определяется количеством примитивов, участвующих в «маршруте» хода решения. Предложенная технология применима для построения структурно-ментальных схем расчетных задач в различных предметных областях.
The purpose of the study. Modern teaching tools and methods, as a rule, implicitly rely on the “black box” model. In contrast, the “white box” model has clear didactic advantages. Unfortunately, they are difficult to implement in the educational process due to the lack of available ways to construct this model. The purpose of the study is to develop a technology for constructing a “white box” model in the form of a structural and mental scheme of calculation tasks in the field of elementary physics. This technology involves the use of calculation primitives to design task schemes by superposition.
Materials and methods. Development of technology for constructing the “white box” model in the form of a structural and mental scheme of calculation tasks in the field of elementary physics. The use of calculation primitives to construct task schemes by superposition. Determining the complexity of a specific task through the number of primitives involved in the “route” of the solution. Organization of students’ training according to the “white box” model with visualization of the process of forming skills to solve calculation tasks.
Results. Schemes have the ability to ensure the strength and completeness of the formation of the ability to solve problems of the student. At the same time, the variety of routes and the set of weights of the paths make up the information model of learning. As an example, structural and mental schemes on the topic “thermal phenomena” are presented. They show the need to use several types of primitives, in particular, function primitives, sum primitives. Structural and mental schemes allow students to organize training according to the “white box” model, visualize the process of formation and development of students’ skills to solve calculation tasks, thereby ensuring control and self-control of educational activities.
Conclusion. Based on the provisions of the mental approach, a technology for constructing structural and mental schemes representing a cognitive way of thinking in solving computational problems is proposed. The basic technology is computational primitives, with the help of which problem schemes are constructed by superposition. The complexity of a particular task is determined by the number of primitives involved in the “route” of the solution. The proposed technology is applicable to the construction of structural and mental schemes of computational problems in various subject areas.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.