70

 

ИССЛЕДОВАНИЕ КОГНИТИВНЫХ СТИЛЕЙ УЧАЩИХСЯ

В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ ОБУЧЕНИЯ

 

Т.Н. БРУСЕНЦОВА

 

В «Основных направлениях реформы общеобразовательной и профессиональной школы» значительное внимание уделено повышению качества и эффективности обучения. В частности, предусматривается широкое применение компьютеров, создание для этого специальных школьных и межшкольных кабинетов [1]. Компьютер обладает большими потенциальными возможностями управления деятельностью учащегося, индивидуализации обучения, объективной оценки успеваемости, вместе с тем это и хорошее средство проведения психолого-педагогических исследований и целенаправленного совершенствования учебных курсов [4]. Однако практика показывает [21], что применение компьютеров в учебном процессе — дело не простое. Как правило, использование их не дает ожидаемого эффекта. Это происходит по той причине, что создатели автоматизированных систем обучения (АСО состоит из компьютера, к которому подключены терминалы учащихся, что позволяет использовать компьютер как средство обучения) не учитывают психолого-педагогических аспектов учебного процесса, а педагоги и психологи пока мало занимаются методикой преподавания с помощью компьютеров и не готовы дать обоснованные рекомендации создателям АСО.

Цель данной статьи в какой-то степени восполнить указанный пробел и, во-первых, показать, что существуют индивидуальные особенности учащихся, в частности их когнитивные стили, которые нельзя игнорировать при создании АСО (нам удалось выделить два стиля деятельности), а во-вторых, описать возможности использования АСО как средства психологического исследования. Однако прежде чем приступить к изложению нашей работы, сделаем небольшой экскурс в историю изучения данного вопроса.

Стилю деятельности человека уделено значительное внимание как в советской, так и в зарубежной психологии. Исследователями обнаружено существование устойчивых, постоянных для данного индивида и относительно независимых от предметного содержания особенностей деятельности, называемых в литературе индивидуальным стилем деятельности [5], познавательным, или когнитивным, стилем [11], [12]. Далее мы будем пользоваться термином «когнитивный стиль». Названный стиль проявляется в различных видах деятельности: восприятии, мышлении, решении задач, общении, труде.

В работах советских исследователей [2], [5], [9] были выделены два индивидуальных стиля деятельности — подвижный и инертный. Испытуемые характеризовались как подвижные или инертные по предварительной оценке особенностей их нервных процессов. Проведенные исследования показали, что сама по себе принадлежность данного человека к подвижным или инертным не влияет на конечный результат работы, однако обусловливает индивидуальный стиль деятельности. У инертных большой объем подготовительных работ — они заранее планируют и продумывают будущую деятельность, организуют рабочее место; предпочитают равномерный ритм работы, часто проверяют ее правильность, не отвлекаются. В противоположность им подвижные обычно не тратят времени на

 

71

 

обдумывание работы и подготовку рабочего места; во время работы часто отвлекаются; в ситуации срочности повышают темп деятельности; часто работают на глазок, не заботясь о точности своих результатов. Испытуемыми в указанных исследованиях были ученики ПТУ (токари) [2], [9], учителя, ткачихи, спортсмены [5].

Аналогичные исследования проведены и в других социалистических странах [8]. По мнению польских исследователей, стиль деятельности человека связан со свойствами темперамента, в частности с реактивностью. Рассматривая деятельность человека с функциональной точки зрения, можно разделить входящие в нее действия на главные, т. е. непосредственно ведущие к определенной цели, и вспомогательные (организация, подготовка и контроль главных действий). Стиль деятельности определяется соотношением главных и вспомогательных действий в деятельности субъекта. Для высокореактивных индивидов (термин «инертные» — в советских исследованиях) характерно преобладание вспомогательных действий над главными, для низкореактивных («подвижные»), наоборот, главных действий над вспомогательными.

Особенности стиля деятельности человека изучаются также психологами капиталистических стран. В работах Д. Озбела, ведущего американского специалиста в области психологии обучения, дан теоретический анализ понятия «когнитивный стиль». По мнению этого ученого, когнитивный стиль выражает устойчивые индивидуальные (личностные) особенности структуры интеллекта [11; 170]. Д. Озбел выделил, в частности, следующие переменные (параметры) когнитивного стиля: склонность к приобретению новых знаний или детализации уже имеющихся; жесткость или гибкость мышления при решении задач; предпочтительное запоминание определенных видов информации (всего около 20 переменных).

В работах эмпирического характера психологов капиталистических стран наиболее часто встречаются исследования когнитивных стилей «импульсивность — рефлективность» и «когнитивная дифференциация». Поскольку наша работа перекликается лишь с исследованиями стиля «импульсивность — рефлективность», о чем подробно пойдет речь ниже, здесь кратко остановимся на характеристике стиля когнитивной дифференциации.

Особенности когнитивной дифференциации проявляются в тех ситуациях, в которых индивиду необходимо выделить объекты из окружающей среды. Например, найти простой элемент в сложном узоре, вертикально установить стержень в рамке, занимающий невертикальное положение, и т.п. [22]. Иными словами, особенности дифференциации субъекта влияют на его отношения с окружающими, выбор профессии, академическую успеваемость по точным наукам.

Стиль «импульсивность — рефлективность» проявляется в ситуации решения задачи. Субъект с выраженной импульсивностью желает быстрого успеха, после прочтения задачи сразу дает ответ, но, как правило, неверный. Давая следующие ответы, ученик продолжает думать над задачей и рассматривать возможные решения [17], [10], [18]. Рефлективные субъекты, наоборот, стараются не допускать ошибок. Они долго думают над задачей, рассматривая возможные решения, и только после проверки их дают ответ [10], [12], [13]. Впервые в американской психологической литературе когнитивный стиль «импульсивность — рефлективность» был описан в работе Дж. Кагана [14]. Наиболее благоприятным материалом для исследования этого стиля стали задачи, позволяющие легко вскрыть стратегию испытуемого в процессе их решения. Как правило, это задачи, в которых необходимо выбрать правильное решение среди множества данных [20], [23], [17]. Проведенные исследования [15], [16], [17], [12] показывают, что рефлективные субъекты используют наиболее эффективные стратегии в решении задач, импульсивные действуют методом проб и ошибок, т.е. примитивно. Попытки обучать импульсивных совершенным стратегиям приводят к улучшению результатов учащихся по решению задач данного типа [19], [13]. Большинство американских авторов считают, что рефлективность более предпочтительна,

 

72

 

чем импульсивность, академическая успеваемость рефлективных, как правило, выше [10], [18], [17].

Важно отметить, что исследования по проблеме когнитивных стилей, проведенные в капиталистических странах, принципиально отличаются от работ, выполненных в СССР и других социалистических странах. Ученые капиталистических стран при исследовании когнитивного стиля и его свойств не обращаются к проблеме зависимости стиля от особенностей нервных процессов индивида. Для их работ характерен разрыв между теоретическими положениями и конкретными экспериментальными исследованиями: теоретически когнитивный стиль рассматривается как проявление индивидуальных черт личности в познавательных процессах (Д. Озбел), а экспериментальные исследования при этом, как правило, не выявляют связи личностных особенностей испытуемого с его когнитивным стилем. Многие их исследования могут быть отнесены к узкоэмпирическим, так как они сводятся лишь к регистрации проявлений когнитивного стиля в той или иной экспериментальной ситуации.

Таким образом, в названных работах когнитивный стиль не исследован для деятельности, осуществляемой в идеальной форме, которая не имеет внешних, непосредственно наблюдаемых проявлений.

В нашем эксперименте благодаря использованию компьютера стало возможным зарегистрировать когнитивные стили в обучении программированию — деятельности, лишенной внешних проявлений и потому недоступной непосредственному наблюдению. Нам удалось получить новые данные по проблеме когнитивных стилей, а также показать возможности нового способа психологического исследования — использования автоматизированной системы обучения как средства изучения психологических особенностей учебного процесса.

Сначала наша работа была направлена на выяснение влияния подробности излагаемого материала на такие параметры процесса обучения, как его длительность, количество допущенных ошибок, специфика ошибок, отношение учащегося к процессу обучения. В современной психологии существует две точки зрения относительно оптимальной подробности изложения учебного материала: 1) излагать материал по возможности более подробно [7]; 2) давать минимальное количество информации в готовом виде с тем, чтобы ученик добывал знания самостоятельно, осваивая предмет в процессе решения задач [6]. Для установления влияния степени подробности излагаемого материала на особенности процесса обучения нами был проведен эксперимент. В качестве учебного материала для него был выбран язык программирования БЕЙСИК (BASIC — Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code — универсальный язык символьных команд для начинающих) — один из самых доступных и распространенных языков программирования, который используется для инженерных и экономических расчетов, управления экспериментами и т.п. В последнее время этот язык приобрел особую популярность в связи с распространением микрокомпьютеров. Курс «Основы языка БЕЙСИК» был написан в трех вариантах: 1 — наиболее подробный, 2— средний по подробности, 3 — наименее подробный. В эксперименте приняли участие 19 человек, из них 12 школьников, учащихся VIII класса школы № 52 Москвы, и 7 студентов II курса факультета ВМК МГУ. Школьники в отличие от студентов языков программирования ранее не изучали.

В ходе эксперимента каждый испытуемый выполнял контрольные задания (цель их — определить уровень знаний учащихся об алгоритмических процессах), затем учился по одному из вариантов курса «Основы языка БЕЙСИК» и по окончании обучения отвечал на вопросы анкеты, направленной на выяснение его отношения к процессу обучения.

Эксперимент проводился в АСО «Наставник» [3]. Эта система состоит из компьютера, к которому подключены терминалы учащихся. При помощи терминала учащийся ведет диалог с компьютером: нажатием клавиш запрашивает задания, сообщает результаты

 

73

 

их выполнения. Информация, поступающая из компьютера, отображается на имеющемся в составе терминала цифровом индикаторе. Учащемуся дается учебный материал в печатном виде, содержащий инструктивный текст, — в нашем случае вариант 1, 2 или 3 курса языка БЕЙСИК и упражнения. Упражнения представляют собой вопрос или задачу с множественным выбором ответа. Ученик выполняет упражнение, выбирает один из имеющихся в нем ответов и посылает его номер в машину. В случае правильного выполнения задания машина оценивает его «отлично», в случае, если допущена ошибка, сообщает учащемуся номер справки, в которой разъяснена причина ошибки. Число допускаемых учащимся ошибок влияет на количество назначаемых ему упражнений — чем больше допущено ошибок, тем больше упражнений должен выполнить учащийся. В процессе обучения машина ведет протокол, в котором фиксируются все назначаемые упражнения и все ошибки, допущенные учащимися при их выполнении.

Обработка машинных протоколов эксперимента дала следующие результаты. По времени обучения, количеству ошибок, специфике их результаты по вариантам 1, 2 и 3 не различались. Результаты автоматизированного анкетирования по окончании обучения показали, что в пределах каждого варианта испытуемые почти единогласны в оценке характера учебного процесса. Обучавшиеся по варианту 1 отмечали, что учиться было интересно, увлекательно, по варианту 2— также оценивали процесс обучения как интересный, увлекательный, при этом некоторые испытуемые говорили о трудностях в работе. Вариант 3 оценен школьниками и студентами как слишком краткий, во многом неясный.

Анализ результатов позволил предположить, что различие в длительности, количестве допущенных ошибок и их специфике при обучении по вариантам 1, 2 и 3 было нивелировано индивидуальными различиями учащихся по когнитивному стилю, который определялся общим количеством выполненных упражнений, средним временем, затраченным на выполнение одного упражнения, отношением учащегося к допущенным ошибкам и особенностями его поведения в процессе обучения. Стиль А характеризуется тем, что ученик при решении задачи допускает много ошибок, время, затрачиваемое им на решение задачи, относительно невелико; стиль Б — тем, что ученик долго думает над задачей, тщательно проверяет свое решение и, окончательно убедившись в его правильности, дает ответ; в процессе обучения ошибки допускает редко. Приведем примеры.

Когнитивный стиль А, испытуемая Ш.Р. Эта ученица потратила на обучение 1 ч, выполнила 38 упражнений. К преподавателю не обращалась. Первые два-три упражнения, назначаемые компьютером по новому материалу, выполняла, как правило, допуская много ошибок, причем с 4—6-й попытки. Последующие упражнения выполняла с 1—2-й попытки. Естественно предположить, что она осваивала новый материал методом проб и ошибок. На протяжении всего процесса обучения работала быстро и уверенно, не придавая значения ошибкам. Среднее время выполнения упражнения — 1 мин 30 с.

Когнитивный стиль Б, испытуемая Л.Л. На обучение затратила 1 ч 50 мин, выполнила 21 упражнение. Ни в одном из них не допустила более двух ошибок, вследствие этого компьютер назначал ей меньше упражнений. Однако на каждое упражнение она затрачивала много времени — в среднем 4 мин 30 с, т. е. втрое больше, чем испытуемая с когнитивным стилем А. Ошибки ее сильно огорчали. Перед тем как послать ответ, она тщательно его проверяла, советуясь с окружающими.

Для выяснения зависимости когнитивного стиля учащегося от параметров учебной деятельности проанализируем полученные результаты.

Когнитивный стиль проявляется лишь в тех случаях, когда обучение является достаточно трудным для испытуемого. Мы не смогли выявить когнитивных стилей у испытуемых-студентов, они почти не допускали ошибок, так как не встречали трудностей в процессе обучения.

 

74

 

Таблица

 

ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ ПО ТРЕМ ВАРИАНТАМ КУРСА «ОСНОВЫ ЯЗЫКА БЕЙСИК»

 

 

Как видно из таблицы, зависимость проявления когнитивного стиля А или Б от исходного уровня знаний испытуемых не наблюдается. Среди лиц с когнитивным стилем А двое выполнили контрольные задания без ошибок, двое — с одной неудачной попыткой, двое — с двумя неудачными попытками. Из испытуемых, обладавших когнитивным стилем Б, двое не допустили ошибок при выполнении контрольных заданий, один выполнил контрольные задания с одной неудачной, попыткой, двое — с двумя неудачными попытками.

Возможно, на проявление когнитивного стиля испытуемого влияет сочетание исходного уровня знаний и того варианта программы, по которому он обучался. Так, в случае, если испытуемый с низким исходным уровнем знаний обучался бы по варианту 3 (наименее подробному), можно ожидать проявления у него когнитивного стиля А. Если же испытуемый е высоким исходным уровнем обучался бы по варианту 1, можно ожидать от него проявления когнитивного стиля Б. Правда, трудно делать предположения относительно среднего времени решения задачи. Из наших испытуемых, работающих по варианту 3, наиболее низкий исходный уровень знаний отмечался у испытуемой С.Н., обладавшей когнитивным стилем Б, испытуемые И.М. и М.Н. с более высоким исходным уровнем знаний проявляли когнитивные стили Б и А, наконец, испытуемый Д.М. с наиболее высоким исходным уровнем знаний обладал когнитивным стилем А. То же характерно для обучавшихся по варианту 1: сочетание варианта программы с исходным уровнем знаний учащихся не определяло их когнитивного стиля.

Отношение учащегося к процессу обучения не зависело от его когнитивного стиля и определялось вариантом программы, по которому он обучался.

Выраженность когнитивного стиля у испытуемых различна. У испытуемых Ш.Р., Д.М. и Л.Л. когнитивный стиль ярко выражен,

 

75

 

у испытуемых Ж.Л., К.А. — слабее. Мы затрудняемся определить когнитивный стиль испытуемого Н.К., так как он допускал мало ошибок, что приближает его к обладающим стилем Б, однако среднее время выполнения упражнений у него ближе к стилю А.

На протяжении всего эксперимента когнитивный стиль каждого учащегося оставался постоянным.

Таким образом, в результате проведенного анализа мы убедились в правильности нашего предположения относительно природы когнитивного стиля. Когнитивный стиль можно рассматривать как стратегию испытуемого в процессе обучения. Учащийся, обладающий когнитивным стилем А, действует без предварительного анализа ситуации, наугад, методом проб и ошибок. Он действует смело и не беспокоится о возможных неточностях. Наоборот, учащийся с когнитивным стилем Б предельно осторожен. Стараясь не допускать ошибок, он тщательно анализирует ситуацию; полученный ответ несколько раз проверяет, пока не убедится в его правильности. Если для учащегося с когнитивным стилем А решающим для формирования действия или понятия является внешняя информация о правильности его деятельности, то учащийся с когнитивным стилем Б учится непосредственно в процессе самостоятельного анализа материала.

По-видимому, когнитивный стиль не осознается субъектом и не доступен самонаблюдению. Чтобы его выявить, необходимо провести эксперимент. В данной работе мы не исследовали степень осознания учащимися процесса решения задач, но из литературы по психологии мышления известно, что процесс решения задачи осознается слабо. Полученные нами результаты не противоречат результатам аналогичных исследований в советской и зарубежной психологии. Так, когнитивные стили А и Б, индивидуальные стили деятельности подвижных и инертных испытуемых [5] и когнитивный стиль «импульсивность — рефлективность» в зарубежных исследованиях сходны между собой по основным показателям. Однако наше исследование существенно дополняет знания по данному вопросу, так как в нем использована АСО, позволившая изучить когнитивные стили на принципиально новом материале. В обучении с помощью компьютеров проявились два когнитивных стиля: А — учащийся не тратит много времени на анализ задачи, работает быстро, допускает много ошибок, но не придает им большого значения; Б — учащийся анализирует задачу, тщательно проверяет решение, допускает в процессе обучения мало ошибок, ошибки огорчают его. При этом отметим, что, во-первых, в эксперименте проявляется когнитивный стиль, сложившийся в предшествующей деятельности испытуемого, а во-вторых, когнитивный стиль проявляется только в тех случаях, когда процесс обучения достаточно труден для учащегося.

Изложенные результаты исследования когнитивных стилей учащихся позволяют дать рекомендации для совершенствования процесса обучения, в том числе для разработки АСО. При организации обучения необходимо помнить о наличии когнитивных стилей. Для того чтобы учащиеся с когнитивным стилем А могли овладеть изучаемым материалом, система должна предоставлять им достаточное количество упражнений и контролировать правильность их выполнения. Обладателей же когнитивного стиля Б нежелательно ограничивать во времени при решении задачи, так как это может привести к негативным эмоциональным реакциям и дефектам в усвоении материала. Как показало наше исследование, использование компьютера обеспечивает высокую гибкость управления учебным процессом и создает условия для успешного обучения индивидов с разными когнитивными стилями.

 

1. Основные направления реформы общеобразовательной и профессиональной школы.— Правда. 1984, 14 апр.

2. Асфандиярова С. И., Субханкулов М. Г., Щукин М. П. Некоторые типологически обусловленные особенности учебно-производственной деятельности учащихся-токарей. — В сб.: Типологические исследования по психологии личности и по психологии труда / Под ред. В.С. Мерлина. Пермь, 1964. С. 67—79.

3. Брусенцов Н. П., Маслов С. П., X. Рамиль Альварес. Автоматизированная система обучения «Наставник». — В сб.: Вычислительная

 

76

 

техника и вопросы кибернетики / Под. ред. Н.П. Брусенцова, А.М. Шаумана. М., 1977. С. 3—13.

4. Брусенцов Н. П., Маслов С. П., Х. Рамиль Альварес. Цифровая машина как средство обучения. — В сб.: Вычислительная техника и вопросы кибернетики / Под ред. Н.П. Брусенцова, А.М. Шаумана. М., 1978. С. 62—69.

5. Климов Е. А. Индивидуальный стиль деятельности в зависимости от типологических свойств нервной системы. —  Казань, 1969. — 287 с.

6. Матюшкин А. М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. — М., 1972. — 208 с.

7. Скиннер Б. Наука об учении и искусство обучения. — В сб.: Программированное обучение за рубежом. М., 1969. С. 32—46.

8. Стреляу Я. Роль темперамента в психическом развитии. — М., 1982. — 231 с.

9. Щукин М. П. Некоторые типологически обусловленные различия в протекании ориентировочной и исполнительской деятельности при усвоении начальных трудовых умений. — В сб.: Типологические исследования по психологии личности и по психологии труда / Под ред. В.С. Мерлина. Пермь, 1964. С. 43—66.

10. Ault R. L. Problem-solving strategies of reflective, impulsive, fast-accurate and slow-inaccurate children. — Child Devel. 1973. V. 44. P. 259—266.

11. Ausubel D. P. Educational psychology: A cognitive view. — N.Y., 1968. — xii, 685 p.

12. Denny D. R. Reflection and impulsivity as determinants of conceptual strategy. — Child Devel. 1973. V. 44. P. 614—623.

13. Egeland B. Training impulsive children in the use of more efficient scanning techniques. — Child Devel. 1974. V. 45. P. 165—171.

14. Kagan J. Individual differences in the resolution of response uncertainty. — J Pers. and Soc. Psychol. 1965. V. 2. P. 154—160.

15. Kagan J. Reflection — impulsivity: The generality and dynamics of conceptual tempo. J. Abn. Psychol. 1966. V. 71. P. 17—24.

16. Kagan J., Pearson L., Welch L. Conceptual impulsivity and inductive reasoning. — Child Devel. 1966. V. 37. P. 583—594.

17. McKinney J. D. Problem-solving strategies in impulsive and reflective second grades. — Devel. Psychol. 1973. V. 8. P. 145—178.

18. Neussle W. Reflectivity as an influence on focusing behavior of children. — J. Exp. Child Psychol. 1972. V. 14. P. 265—276.

19. Ridbery E. N.. Park R. D., Hetherington E. M. Modification of impulsive and reflective cognitive styles through observation of film-mediated models. — Devel. Psychol. 1971. V. 5. P. 369—377.

20. Siegelman E. Reflective and impulsive observing behavior. — Child Devel. 1969. V. 40. P. 1213—1222.

21. Sugarman R. A second chance for computer-aided instruction. — IEEE Spectrum. V. 15. N 8. Aug. 1978. P. 29—37.

22. Witkin H. A., Dyk R. В., Faterson H, F., Goodenough D. R., Karp S. A. Psychological differentiation. — N.Y., 1962. — xii, 418 p.

23. Zelniker Т., Jeffrey W. E., Ault R., Parson J. Analysis and modification of search strategies of impulsive and reflective children on the Matching Familiar Figures Test. — Child Devel. 1972. V. 43. P. 321—336.

 

Поступила в редакцию 18.III 1983 г.