Technol vizual

LOGO

Технология Технология визуализации визуализации

учебной учебной информацииинформации

Теоретический материал

2013 г.

CCхемно-знаковые моделихемно-знаковые моделиГрафическое Графическое представление учебной представление учебной информацииинформации

По классификации Г.К. Селевко, технология интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала относится к группе педагогических технологий на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся.

Важно

Мозгу проще обрабатывать информацию, представленную в виде изображений, чем в виде слов или цифр.

Обучение с использованием анимаций и другой графической информации позволяет:

улучшить запоминание информации на 10 %; улучшить восприятие (понимание) информации на

30 %; увеличивает вовлеченность обучаемого в процесс

обучения на 10 %; на 50 % уменьшает время обучения. На основе результатов ряда исследований можно

сделать следующие выводы: использование изображений позволяет увеличить

эффективность процесса обучения до 89 %; анимации позволяют улучшить восприятие данных

по сравнению со статистическими изображениями.

Принципы технологии визуализации

Методологический фундамент технологии визуализации составляют следующие принципы ее построения:

принцип системного квантования и

принцип когнитивной визуализации.

Системное квантование

Системное квантование вытекает из специфики функционирования мыслительной деятельности человека, которая выражается различными знаковыми системами: языковыми, символическими, графическими.

Принцип системного квантования предполагает учет следующих закономерностей:

учебный материал большого объема запоминается с трудом;

учебный материал, расположенный компактно в определенной системе, лучше воспринимается;

выделение в учебном материале смысловых опорных пунктов способствует эффективному запоминанию.

Когнитивная визуализация

Принцип когнитивной визуализации вытекает из психологических закономерностей, в соответствии с которыми эффективность усвоения повышается, если наглядность в обучении выполняет не только иллюстративную, но и когнитивную функцию, то есть используются когнитивные графические учебные элементы.

«Визуальное» мышление это мышление посредством визуальных операций. Другими словами, визуальные образы являются не иллюстрацией к мыслям автора, а конечным проявлением самого мышления.

Суть технологии визуализации

Суть технологии визуализации сводится к целостности трех ее частей:

1. Систематическое использование в учебном процессе визуальных моделей одного определенного вида или их сочетаний.

2. Научение учащихся рациональным приемам «сжатия» информации и ее когнитивно-графического представления.

3. Методические приемы включения в учебный процесс визуальных моделей. Работа с ними имеет четкие этапы и сопровождается еще целым рядом приемов и принципиальных методических решений.

Учебный элемент (УЭ)

Учебный элемент (УЭ) – это подлежащая усвоению логически законченная часть информации.

В зависимости от конкретного содержания учебной информации в качестве УЭ могут быть: определение понятия, факт, явление, процесс, закономерность, принцип, способ действия, характеристика объекта, вывод или следствие.

Структура создается всей совокупностью учебных элементов, включенных в определенные связи. Можно выделить следующие типы связей: взаимодействие, порождение, преобразование, строение, управление и функциональные связи.

Преимущества графических способовпредставления информации

с использованием графических схем можно целостно представить учебный материал по теме;

графика помогает наглядно и понятно представить логику изложения учебного материала;

когда информация представлена графически, легче генерировать новые идеи, формулировать проблемы;

повышается мотивация, т.к. легче запоминаются графические образы;

с помощью графических схем можно обобщать и систематизировать учебный материал.

Схематические способы представления

информации

Когнитивно-графические элементы «Древо» и «Здание»

Логическая структура учебной информации в форме графа

Лист опорных сигналов

Схемы Фишбоун (рыбьи косточки).

Ментальные карты (МК)

Кластеры

Денотатный граф

Ментальные карты (интеллект-карты)

Это удобный инструмент для отображения процесса мышления и структурирования информации в визуальной форме. МК можно использовать, чтобы

"застенографировать" те мысли и идеи, которые проносятся в голове, когда вы размышляете над какой-либо задачей.

оформить информацию так, что мозг легко ее воспримет, ибо информация записана на "языке мозга".

Проблема

В линейной записи обычно используются текст с заголовками, списки, таблицы и схемы. Вещи вроде бы простые и логичные. Однако всем знакомо усилие, которое приходится прилагать, вчитываясь в конспект, даже сделанный самолично. Почему?

Проблема

Записанное трудно запомнить и еще труднее восстановить в памяти. Это происходит потому, что визуально такая запись выглядит монотонно, с постоянно повторяющимися элементами – словами, абзацами, списками и т.д. Когда у человека перед глазами плывут монотонные картинки, то внимание рассеивается.

В таком конспекте трудно выделить главные идеи. Обычно эти идеи мы запоминаем благодаря особым ключевым словам, которые для нас являются носителями впечатлений об идее. Этих слов немного и они теряются в массе ничего для нас не значащих, обычных слов.

Время при такой записи расходуется очень неэффективно. Мы вначале записываем много ненужного, а потом вынуждены это ненужное читать и перечитывать, пытаясь найти те самые ключевые слова и определить степень их важности.




Фотоэффект

Интерференция

Дифракция

Дисперсия

ЧТО ТАКОЕ СВЕТ?

Свет – это частица?

Свет – это волна?

Давление света

Т. Бьюзен

Вместо линейной записи использовать радиальную. Это значит, что главная тема, на которой будет сфокусировано наше внимание, помещается в центре листа. То есть действительно в фокусе внимания.

Записывать не всё подряд, а только ключевые слова. В качестве ключевых слов выбираются наиболее характерные, яркие, запоминаемые, «говорящие» слова.

Ключевые слова помещаются на разноцветных ветвях, расходящихся от центральной темы. Связи (ветки) должны быть скорее ассоциативными, чем иерархическими. Ассоциации, которые, как известно, очень способствуют запоминанию, могут подкрепляться символическими рисунками.


Ментальные карты применяют в процессе обучения

с целью создания ясных и понятных конспектов лекций;

получения максимальной отдачи от прочтения книг/учебников;

в процессе написания рефератов, при подготовке к экзаменам.

Использование ментальных карт в презентациях позволяет за меньшее время представить больше информации, для лучшего восприятия информации

Схемы Фишбоун (рыбьи косточки)

Применение схемы позволяет уточнить проблему, выявить причины ее возникновения, ключевые факты. Целесообразно использовать, когда проблема плохо поддается структурированию.

Этот вид схем широко используется в менеджменте, так как позволяет эффективно находить решения в сложных ситуациях, вырабатывать новые свежие идеи.



Процедура составления схемы:

провести горизонтальную стрелку через середину листа; дать название главной стрелке. Это главная (хребтовая) кость схемы;

от главной кости нарисовать дополнительные «косточки» под углом 45, каждая из них посвящена одной проблеме или группе проблем, подписать каждую из «косточек»; добавить дополнительные «косточки»;

идеально, если разные части проблемы расположены так, что наиболее важная находится в голове рыбы.


Граф можно эффективно использовать в качестве ориентировочной основы деятельности на вводном занятии, либо как «резюме» на заключительной лекции.

Овладев методикой составления графов понятий, ученики легко могут самостоятельно справляться с большими объемами работы с текстом, а учитель - осуществлять оперативный контроль усвоения ими учебного материала.


Информационные процессы (три составляющие)

Хранение Передача Обработка

Носители информации

Внутренняя память

Внешняя память

Хранилище информации

Источник Приемник Канал связи

Без применения технических средств

С применением технических средств

Кластеры

Термин "кластер" происходит от английского "cluster" - рой, гроздь, груда, скопление. С помощью кластеров можно в систематизированном виде представить большие объемы информации (ключевые слова, идеи).

Кластер позволяет структурировать, группировать и подавать информацию в обобщенном и систематизированном виде, что делает работу более четкой и логически выстроенной.

В центральном овале располагается ключевое слово, понятие, фраза, в дополнительных слова, раскрывающие смысл ключевого.

Пример кластера

Поисковые услугиInternet

Каталоги Поисковые системы

Метапоисковые системы

Хранят информацию от

серверов

Информация разбита на

классы

Информация не самообновляется

Ежедневно прочесывают

сеть

Информация самообновляется

Обращение к нескольким

средствам поиска

Информация из многих источников


Модель

определение

назначение

критерии

свойства

виды

построение

цель

Объект моделирования

Субъект моделирования

Репрезентация объекта

понимание

описание

предсказание

выделение существенных

признаков

выбор формы представления

формализация

составные элементы

взаимосвязи

законы развития

взаимоотношения

информационные

воображаемые

материальные

геометрическая точка

идеальный газ

макеты

муляжиэталоны

Репрезентативность, адекватность,

универсальность

соответствие цели

область применимости (возможности и ограничения)

степень подобия объекту

полнота отражения существенных свойств и отношений

Качественные,количественные

Отражение существенных

свойств

Передача знаний,

Объяснение фактов,

Построение гипотез,

Получение новых знаний,

Прогнозирование,

Управление.

подобие объекту

конструктивный объект

внешний вид

структура

поведение


Алгоритмические конструкции

Алгоритм

Свойстваалгоритма

Исполнитель алгоритма

СКИ

Средаисполнителя

Вспомогательные алгоритмы

Пример денотатного графа

Операционная система

ОбеспечиваетИмеет

составляющие Загружается

совместное функционирование

всех устройств компьютера и представляет пользователю доступ к его

ресурсам

- командный процессор- файловая система- драйверы устройств- сервисные программы- справочная система

- самотестирование компьютера- BIOS (поиск загрузчика операционной системы)- Master Boot (поиск и загрузка файлов операционной системы на системном диске)- передача управления командному процессору



Способ создания денотатного графа:

Выделение ключевого слова или словосочетания. Чередование имени и глагола в графе (именем может

быть одно существительное или группа существительных в сочетании с другими именными частями речи; глагол выражает динамику мысли, движение от понятия к его существенному признаку).

Точный выбор глагола, связывающего ключевое понятие и его существенный признак.

Дробление ключевого слова по мере построения графа на слова — "веточки".

Соотнесение каждого слова — "веточки" с ключевым словом с целью исключения каких-либо несоответствий, противоречий и т.д.

•глаголы, обозначающие цель — направлять, предполагать, приводить, давать и т.д.;

•глаголы, обозначающие процесс достижения результата — достигать, осуществляться;

•глаголы, обозначающие предпосылки достижения результата — основываться, опираться, базироваться;

•глаголы-связки, с помощью которых осуществляется выход на определение значения понятия).

Опорный конспект или лист опорных сигналов (В.Ф. Шаталов)

представляет собой наглядную схему, в которой отражены подлежащие усвоению единицы информации, представлены различные связи между ними, а также введены знаки, напоминающие о примерах, опытах, привлекаемых для конкретизации абстрактного материала.

В этом методическом инструменте есть элементы, сохраняющие свойства конспекта (законченные фразы, угадываемые сокращения, словарные пояснения и пр.), но рядом с ними присутствуют символы, знаки, графы, рисунки смысловые опоры.

Опорный конспект или лист опорных сигналов

Опорный конспект

АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЕТЕЙ

Клиент-программа Сервер-программаПротокол

работы сети

Модем МодемТелефонная линия

Компьютер-серверТерминал абонента

Правила формирования листа опорных сигналов

(В.Ф. Шаталов, В. Кольченко, Е. Хилтунен, В.П. Симонова)

структурность (7+-2 логических блоков) лаконичность (250+-50 печатных знаков для учащихся в

возрасте 6-9 лет, 350+-50 для учащихся в возрасте 10-13 лет и 450+-50 для лиц старше 14 лет)

смысловой акцент (рамки, отделение одного блока от другого, оригинальное расположение символов)

унификация печатных знаков (должны быть узнаваемы учащимися, выполнены в одном стиле)

автономность блоков (каждый из блоков должен быть самостоятельным)

ассоциативность (должны вызывать конкретные ассоциации)

цветовая наглядность и образность (использование ярких и четких образов, привлекающих внимание и усиливающих восприятие).

Содержательные требования

полнота или адекватность предметной области (схема должна в полной мере отражать содержание материала, на основе которого она создается, все основные понятия, закономерности и процессы);

связность или логическая непротиворечивость (отношения между понятиями должны быть логически необходимыми и достаточными для определения понятия любого уровня абстракции);

обозримость схемы (минимизированное представление системы знаний, т.е. учебный материал должен быть обозрим в рамках данной схемы за определенное время с определенной глубиной).



При построении важна последовательность основных компонентов в изучаемой теории: основание - ядро – приложение.

В основании - опорные понятия, факты, способы действий, актуализация которых необходима для изучения ее ядра.

Данные модели представления учебного материала эффективно влияют на процесс обучения, так как техника их построения основывается на методе восхождения от абстрактного к конкретному.

«Здание» темы целесообразно использовать для отражения структуры какой-либо фундаментальной теории, изучение которой необходимо в дальнейшем при изучении многих тем.

Схематично «Здание» состоит из «фундамента» (методологический уровень), «корпуса» (теоретический уровень), «крыши» (прикладной уровень)

Когнитивно-графический элемент «Здание»

ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ – раздел математики, исследующий процессы хранения, преобразования и передачи информации. В основе его лежит определенный способ измерения количества информации. Опираясь на основополагающую работу К.Шеннона (1948), теория информации устанавливает основные границы возможностей систем передачи информации, задает исходные принципы их разработки и практического воплощения (энциклопедия «Кругосвет»).

Содержательный подход

2i=N

N – количество равновероятных событийi – количество информации

Алфавитный подход

2i=N

N – мощность алфавитаi – информационный вес одного символа

I=K*iК – число символов в текстеI – количество информации

В корзине 8 шаров разного цвета. Сколько информации несет сообщение о том, что из корзины достали красный шар?

Сколько килобайтов оставит сообщение из 384 символов 16-ти символьного алфавита?

Примеры задач

Принципы В.Я. Сквирского в технологическом подходе к организации процесса обучения

принцип минимизации требует исключить все, что можно, без ущерба для цели;

принцип объективно существующих связей, то есть тех связей, информация о которых должна быть усвоена обучаемыми;

принцип историзма, то есть соответствие структуры истории развития изучаемого объекта;

принцип логического следования, то есть отражение в структуре информации причинно-следственных связей между ее элементами;

принцип подчиненности, отражающий иерархическую структуру информации;

принцип соответствия структуры учебной информации характеру практической деятельности, к которой готовится обучаемый;

принцип соответствия структуры учебной информации закономерностям познавательной деятельности.

Marketing

Technol vizual