Открытие обучения - Discovery learning

Ребенок исследует поведение игрушечного самолета из пенополистирола в полете.

Открытие обучения это техника обучение на основе запросов и считается конструктивист основанный подход к обучению. Его также называют проблемное обучение, экспериментальное обучение и обучение 21 века. Это подтверждается работой ученых-теоретиков и психологов. Жан Пиаже, Джером Брунер, и Сеймур Паперт.

Джером Брунер часто приписывают начало научным открытиям в 1960-х годах, но его идеи очень похожи на идеи более ранних авторов, таких как Джон Дьюи.[1] Брунер утверждает, что «практика открытия для себя учит человека получать информацию таким образом, который делает эту информацию более пригодной для решения проблем».[2] Эта философия позже стала движением изучения открытий в 1960-х годах. Мантра этого философского движения предполагает, что люди должны «учиться на практике».

Ярлык «открывающее обучение» может охватывать различные методы обучения. Согласно метааналитическому обзору, проведенному Альфиери, Бруксом, Олдричем и Тененбаумом (2011), задача обучения открытию может варьироваться от неявного обнаружения закономерностей до получения объяснений и работы с руководствами до проведения симуляций. Открывающее обучение может происходить всякий раз, когда студенту предоставляется не точный ответ, а материалы для того, чтобы найти ответ самостоятельно.

Открытое обучение происходит в ситуациях решения проблем, когда учащийся опирается на свой собственный опыт и предыдущие знания, и представляет собой метод обучения, с помощью которого учащиеся взаимодействуют со своей средой, исследуя и манипулируя объектами, решая вопросы и споры или проводя эксперименты.

Характеристики

Обучение, основанное на открытии, обычно характеризуется минимальным руководством учителя, меньшим количеством объяснений учителя, решением проблем с множеством решений, использованием практических материалов, минимальным повторением и запоминанием.[3]

Для успешного обучения на основе открытий требуется несколько важных компонентов.[4] которые включают следующее:

  • Руководство для учителей, в котором упор делается на рассуждения учащихся и их связь с их опытом.
  • Классная культура, при которой учителя и ученики разделяют общее понимание цели, поощряются открытость и диалог
  • Студентам предлагается задавать вопросы, задавать вопросы посредством исследования и сотрудничать с учителем и сверстниками.

Роль учителя

Было высказано предположение, что для эффективного обучения с использованием техник открытия учителя должны выполнять одно или несколько из следующих действий: 1) Предоставлять управляемые задания с использованием различных методов обучения 2) Студенты должны объяснять свои собственные идеи, а учителя должны оценивать точность идеи и предоставить обратную связь 3) Учителя должны приводить примеры выполнения заданий.[5]

Важнейшим фактором успеха в открытии обучения является то, что ему необходимо помогать учителем. Брунер (1961), один из пионеров открытий, предупреждал, что открытие невозможно без некоторых базовых знаний. Майер (2004) утверждал, что открытие в чистом виде без посторонней помощи следует исключить из-за отсутствия доказательств того, что оно улучшает результаты обучения. Открытое обучение также может приводить к замешательству и разочарованию учащихся.[6]

Таким образом, роль учителей в открытии обучения имеет решающее значение для успеха результатов обучения. Студенты должны строить фундаментальные знания через примеры, практику и отзывы. Это может предоставить учащимся основу для интеграции дополнительной информации и развития навыков решения проблем и критического мышления.[нужна цитата ]

Преимущества

Ранние исследования показали, что направленное открытие положительно сказывается на сохранении информации через шесть недель после обучения по сравнению с традиционным прямым обучением.[7]

Считается, что результатом обучения, основанного на открытиях, является развитие пытливых умов и потенциал для обучения на протяжении всей жизни.[4]

Открытое обучение способствует исследованию учащихся и сотрудничеству с учителями и сверстниками для решения проблем. Дети также могут направлять свои собственные запросы и активно участвовать в учебном процессе, что способствует мотивации учащихся.[8]

Обнаружение с помощью и без посторонней помощи

В настоящее время в преподавательском сообществе ведутся дискуссии об эффективности этой модели обучения.[9] Дебаты начались в 1950-х годах, когда исследователи впервые начали сравнивать результаты научного открытия с другими формами обучения.[5] В поддержку фундаментальной концепции обучения открытию Брунер (1961) предположил, что учащиеся с большей вероятностью запомнят концепции, если они откроют их самостоятельно, чем те, которым преподают напрямую.

В чистом открытии обучения требуется, чтобы учащийся открывал для себя новый контент путем проведения исследований или выполнения процедур, получая при этом небольшую помощь, если таковая имеется. «Например, учитель естественных наук может предоставить студентам краткую демонстрацию того, как восприятие цвета меняется в зависимости от интенсивности источника света, а затем попросить их разработать собственный эксперимент для дальнейшего изучения этой взаимосвязи».[необходима атрибуция ][10] В этом примере студенту остается открывать для себя контент самостоятельно. Поскольку учащимся предоставляется возможность самостоятельно открывать темы, исследователи опасаются, что в процессе обучения могут быть ошибки, неправильные представления или сбивать с толку или разочаровывать учащегося.[11]

Исследования показывают, что когнитивные потребности, необходимые для открытия у маленьких детей, могут препятствовать обучению, поскольку у них ограниченный объем существующих знаний для интеграции дополнительной информации. Брунер также предупредил, что такое открытие не может быть сделано до или без хотя бы некоторой базы знаний по данной теме.[11] Студенты, у которых возникают проблемы без фундаментальные знания может не иметь возможности работать, хотя решения.[12] Мета-анализ, проведенный Альфиери и его коллегами, подтвердил эти выводы.

Майер (2004) утверждает, что задачи обучения открытию без посторонней помощи не помогают учащимся обнаруживать правила решения проблем, стратегии сохранения или концепции программирования. Однако он признает, что, хотя при некоторых обстоятельствах конструктивистские подходы могут быть полезными, чистое обучение на основе открытий не имеет структуры по своей природе и, следовательно, не принесет пользу учащемуся. Майер также указывает на то, что интерес к научным открытиям с 1960-х годов рос и угас. Он утверждает, что в каждом случае эмпирическая литература показала, что использование чистых методов открытия не предлагается, однако время от времени исследователи переименовывают свои учебные методы только для того, чтобы снова дискредитировать, чтобы снова переименовать свое движение.

В качестве альтернативы, прямое «обучение», где рабочие примеры, методы построения строительных лесов, подробное объяснение и обратная связь полезны для обучения (Alfieri, 2011). Кроме того, время, потраченное на отработку вновь усвоенных концепций, улучшает навыки решения проблем (Pas and Van Gog, 2006).

Похоже, есть преимущества как от прямого обучения, так и от вспомогательного открытия. Возможно, нахождение баланса между двумя стилями обучения приведет к наилучшим результатам обучения для студентов.

В специальном образовании

В связи со стремлением учащихся с особыми потребностями участвовать в общеобразовательной программе видные исследователи в этой области сомневаются, могут ли общеобразовательные классы, основанные на обучении, основанном на открытиях, обеспечить адекватную среду обучения для учащихся с особыми потребностями. Кауфман поделился своими опасениями по поводу использования обучения, основанного на открытиях, в отличие от прямого обучения. Кауфман комментирует, что для успешного изучения необходимых им фактов и навыков эти факты и навыки преподаются прямо, а не косвенно. То есть учитель контролирует обучение, а не ученик, и информация предоставляется ученикам (2002).

Эта точка зрения особенно важна, если сосредоточить внимание на учениках с математическими ограничениями и обучении математике. Fuchs и другие. (2008) комментарий,

Обычно развивающиеся учащиеся получают выгоду от общеобразовательной программы по математике, которая, по крайней мере частично, опирается на конструктивистский индуктивный стиль обучения. Однако учащиеся, у которых наблюдается серьезный дефицит математики, не могут извлечь выгоду из этих программ таким образом, чтобы обеспечить понимание структуры, значения и операционных требований математики ... Эффективное вмешательство для учащихся с математическими ограничениями требует явной дидактической формы обучения. инструкция ...

Fuchs и другие. далее отметьте, что за явными или прямыми инструкциями должны следовать инструкции, которые предупреждают недопонимание и противостоят ему точными объяснениями.

Однако немногие исследования посвящены долгосрочным результатам прямого обучения. Долгосрочные исследования могут обнаружить, что прямое обучение не превосходит другие методы обучения. Например, исследование показало, что в группе четвероклассников, которых инструктировали в течение 10 недель и измеряли в течение 17 недель, прямое обучение не привело к каким-либо более сильным результатам в долгосрочной перспективе, чем только практика.[13] Другие исследователи отмечают, что в этой области ведется многообещающая работа по внедрению конструктивизма и кооперативного группирования, чтобы учебная программа и педагогика могли удовлетворить потребности различных учащихся в условиях инклюзивности.[14] Однако сомнительно, насколько успешны эти разработанные стратегии для результатов учащихся как на начальном этапе, так и в долгосрочной перспективе.

Влияние на когнитивную нагрузку

Исследования проводились годами[15] чтобы доказать неблагоприятные эффекты открывающего обучения, особенно с начинающими учениками. «Теория когнитивной нагрузки предполагает, что свободное исследование очень сложной среды может вызвать большую нагрузку на рабочую память, которая пагубно сказывается на обучении».[необходима атрибуция ][16] У начинающих учеников нет необходимых навыков для интеграции новой информации с информацией, которую они узнали в прошлом. Свеллер сообщил, что лучшей альтернативой открытому обучению является управляемое обучение. Согласно Киршнеру, Свеллеру и Кларку (2006), управляемое обучение приводит к более быстрому воспроизведению фактов, чем неуправляемый подход, наряду с более долгосрочными навыками передачи и решения проблем.

Расширенное изучение открытий

Роберт Дж. Марцано (2011) описывает расширенное обучение открытию как процесс, который включает в себя подготовку учащегося к задаче обучения открытию путем предоставления необходимых знаний, необходимых для успешного выполнения указанной задачи. При таком подходе учитель не только предоставляет необходимые знания, необходимые для выполнения задания, но и оказывает помощь во время выполнения задания. Эта подготовка учащегося и помощь могут потребовать некоторых прямых инструкций. «Например, прежде чем попросить учеников подумать, как лучше всего растянуть подколенное сухожилие в холодную погоду, учитель может представить серию уроков, разъясняющих основные факты о мышцах и их реакции на изменение температуры».[17]

Другой аспект углубленного изучения открытий - это возможность учащемуся генерировать идеи по теме, а затем заставлять учащихся объяснять свое мышление.[18] Учителю, который просит учащихся разработать свою собственную стратегию решения проблемы, могут быть предоставлены примеры того, как решать аналогичные проблемы перед задачей изучения открытия. "Учащийся может выйти в передней части комнаты, чтобы проработать первую задачу, и поделиться своими мыслями вслух. Учитель может задавать вопросы учащимся и помочь им сформулировать свои мысли в виде общих рекомендаций для оценки, таких как" начните с оценки сумма наивысших разрядных чисел ". По мере того, как другие подходят к передней части комнаты, чтобы вслух работать над решением задач, учащиеся могут генерировать и тестировать больше правил".[17]

дальнейшее чтение

  • Болтон, Дэвид и Гуди, Ноэль. Проблемы с глаголами ?: Управляемые материалы для открытий, упражнения и учебные советы для начального и среднего уровней (1999). Аддлстон, Суррей: Delta Pub., Лондон
  • Карин, Артур. Научные исследования в начальной школе с гидом (1993). Издательская компания Merrill. ISBN  0023193832
  • Ниссани, Моти. «Танцующие мухи: управляемое открытие, иллюстрация природы науки». Американский учитель биологии 58 (№ 3): 168–171 (1996). DOI: 10.2307 / 4450108.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ (Монро, 1911)
  2. ^ (Брунер, 1961, с. 26)
  3. ^ (Stokke, 2015)
  4. ^ а б (Дорье и Гарсия, 2013)
  5. ^ а б (Альфиери, Брукс, Олдрич и Тененбаум, 2011 г.)
  6. ^ (Киршнер, Свеллер и Кларк, 2006)
  7. ^ (Рэй, 1961)
  8. ^ (Кэрролл и Беман, 2015)
  9. ^ (Киршнер, Свеллер и Кларк, 2006 г.)
  10. ^ (Марцано, 2011, с. 86)
  11. ^ а б (Alfieri et al., 2011)
  12. ^ (Киршер, Свеллер и Кларк, 2006 г.)
  13. ^ (Дин и Кун, 2006 г.)
  14. ^ (Брантлингер, 1997)
  15. ^ (Майер, 2001; Паас, Ренкл и Свеллер, 1999, 2004; Винн, 2003)
  16. ^ (Киршнер, Свеллер, Кларк, 2006)
  17. ^ а б (Марцано, 2011, с. 87)
  18. ^ (Марцано, 2011)
  • Рэйчел Адельсон (2004) Обучение или исследование в естественнонаучном обучении Монитор по психологии АПА Онлайн, Том 35, № 6.
  • Альфиери, Л., Брукс, П. Дж., Олдрич, Н. Дж., И Тененбаум, Х. Р. (2011). Улучшает ли обучение на основе открытий обучение? Журнал педагогической психологии, 103 (1), 1-18. Дои:10.1037 / a0021017
  • Брантлингер, Э. (1997). «Использование идеологии: случаи непризнания политики исследований и практики в специальном образовании». Обзор образовательных исследований. 67 (4): 425–459. Дои:10.3102/00346543067004425. S2CID  145201255.
  • Брунер, Дж. С. (1961). «Акт открытия». Harvard Educational Review. 31 (1): 21–32.
  • Грауэр, С. (2016). Бесстрашное обучение. Рослин, Нью-Йорк: АЭРО.
  • Хуанг, X. (2014). «Математический кризис: политическая игра или воображаемая проблема?» Наши школы / наше Я. 73–85.
  • Кауфман, Дж. М. (2002). Образование деформация. Лэнхэм, Мэриленд: Scarecrow Press.
  • Маккарти, К. Б. (2005). «Эффекты тематического практического преподавания естественных наук по сравнению с учебным подходом для учащихся с ограниченными возможностями». Журнал исследований в области преподавания естественных наук. 42 (3): 245–263. Дои:10.1002 / чай.20057.
  • Монро, П. (Ред.). (1911). «Открытие, метод». Циклопедия образования Vol. 2, стр. 336. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Компания Macmillan.
  • Паас Ф. и Ван Гог Т. (2006). «Оптимизация рабочего примера инструкции: разные способы увеличения познавательной нагрузки немецкого языка». Обучение и обучение. 16(2):87–91
  • Стокке, А. 2015. Что делать с падением оценок по математике в Канаде. Институт К. Д. Хоу. Комментарий 427.
  • Туовинен Дж. Э. и Свеллер Дж. (1999). «Сравнение когнитивной нагрузки, связанной с открытием обучения и рабочими примерами». Журнал педагогической психологии. 91 (2): 334–341. Дои:10.1037/0022-0663.91.2.334.

внешняя ссылка

Макина, (2019).