Открытие обучения

Ребенок исследует поведение игрушечного самолета из пенополистирола в полете.

Discovery Learning - это метод обучения на основе запросов, который считается конструктивистским подходом к образованию. Его также называют проблемно-ориентированным обучением , экспериментальным обучением и обучением 21 века. Это подтверждается работой теоретиков и психологов Жана Пиаже , Жерома Брунера и Сеймура Паперта .

Джерому Брунеру часто приписывают начало научного открытия 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 ее 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 «научного открытия» 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 проработки руководств до проведения симуляций. Открывающее обучение может происходить всякий раз, когда студенту предоставляется не точный ответ, а материалы для того, чтобы самому найти ответ.

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, борясь с вопросами и спорами или выполняя эксперименты.

Характеристики [ править ]

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

Для успешного обучения на основе открытий ^[4] необходимо несколько основных компонентов, 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 [ править ]

Было высказано предположение, что эффективное обучение с использованием методов открытия требует, чтобы учителя выполняли одно или несколько из следующих действий: 1) Предоставлять пошаговые задания с использованием различных методов обучения 2) Учащиеся 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 в этом процессе должен участвовать учитель. 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 должно быть исключено 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 накапливать базовые знания на примерах, практике и обратной связи. Это может дать учащимся основу для интеграции дополнительной информации и развития навыков решения проблем и критического мышления. ^{[ необходима цитата ]}

Преимущества [ править ]

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 [ править ]

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 учащийся должен открывать для себя новый контент путем проведения исследований или выполнения процедур, получая при этом небольшую помощь, если таковая имеется. «Например, учитель естествознания 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». ^{[ требуется указание авторства ] [10]} В этом примере ученику предоставляется возможность самостоятельно находить контент. Поскольку учащимся предоставляется возможность самостоятельно открывать темы, исследователи опасаются, что в процессе обучения могут быть ошибки, неправильные представления или сбивать с толку или расстраивать 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, по крайней мере, некоторой базы знаний по данной теме. ^[11] Учащиеся, которые сталкиваются с проблемами без базовых знаний, могут не иметь способности работать над поиском решений. ^[12] Метаанализ, проведенный Альфиери и его коллегами, подтвердил эти выводы.

Майер (2004) утверждает, что задачи обучения открытию без посторонней помощи не помогают учащимся открывать правила решения проблем, стратегии сохранения или концепции программирования. Однако он признает, что, хотя при некоторых обстоятельствах подходы, основанные на конструктивизме, могут быть полезными, чистое обучение на основе открытий не имеет структуры по своей природе и, следовательно, не принесет пользу учащемуся. Майер также отмечает, что интерес к научным открытиям с 1960-х годов рос и ослабевает. Он утверждает, что в каждом случае эмпирическая литература показывала, 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», когда 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 в прямом обучении, так и в вспомогательном открытии. Возможно, нахождение баланса между двумя стилями обучения приведет к наилучшим результатам обучения для студентов.

В специальном образовании [ править ]

В связи со стремлением учащихся с особыми потребностями участвовать в программе общего образования видные исследователи в этой области сомневаются, могут ли общеобразовательные классы, основанные на обучении на основе открытий, 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 усвоения 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 убедительна, когда внимание уделяется учащимся с математическими нарушениями и обучению математике. Fuchs et al. (2008) комментарий,

Обычно развивающиеся учащиеся получают выгоду от общеобразовательной математической программы, 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 отклонениями требует явной дидактической формы обучения. инструкция ...

Fuchs et al. далее обратите внимание, что за явными или прямыми инструкциями следует следовать инструкциям, которые предупреждают недопонимание и противопоставляют его точными объяснениями.

Однако мало исследований посвящено 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 включению конструктивизма и кооперативного группирования, чтобы учебная программа и педагогика могли удовлетворить потребности различных учащихся в условиях включения. ^[14] Однако сомнительно, насколько успешны эти разработанные стратегии для результатов учащихся как на начальном этапе, так и в долгосрочной перспективе.

Влияние на когнитивную нагрузку [ править ]

Исследования проводились в течение многих лет ^[15], чтобы доказать неблагоприятные эффекты обучения открытию, особенно для начинающих учеников. «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 вызывает более быстрое вспоминание фактов, чем неуправляемые подходы, наряду с более долгосрочным переносом и навыками решения проблем.

Расширенное изучение открытий [ править ]

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 прямых инструкций. «Например, прежде чем попросить учеников подумать, как лучше всего растянуть подколенное сухожилие в холодную погоду, учитель может представить серию уроков, которые разъяснят основные факты о мышцах и их реакции на изменение температуры». ^[17]

Еще один аспект углубленного изучения открытий - это возможность учащегося 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 учебной задачей-открытием. "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 по оценке, таких как" начните с оценки сумма наивысших числовых значений ". По мере того, как другие подходят к передней части комнаты, чтобы вслух работать над проблемами, учащиеся могут генерировать и проверять больше правил".^[17]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Болтон, Дэвид и Гуди, Ноэль. Проблемы с глаголами ?: Управляемые материалы для открытий, упражнения и советы по обучению на начальном и среднем уровнях (1999). Аддлстон, Суррей: Delta Pub., Лондон
• Карин, Артур. Управляемая исследовательская деятельность для науки в начальной школе (1993). Издательство Merrill. ISBN  0023193832
• Ниссани, Моти. «Танцующие мухи: управляемая иллюстрация к открытию природы науки» . Американский учитель биологии 58 (№ 3): 168–171 (1996). DOI: 10.2307 / 4450108.

См. Также [ править ]

• Активное изучение
• Познавательная нагрузка
• Конструктивизм (теория обучения)
• Обучение на основе запросов
• Джером Брунер
• Метод Мура
• Проблемно-ориентированное обучение
• Прогрессивное образование
• Научное образование

Ссылки [ править ]

• Рэйчел Адельсон (2004) Инструкция по сравнению с исследованием в естественнонаучном мониторе изучения психологии APA Online, Том 35, № 6.
• Альфиери, Л., Брукс, П.Дж., Олдрич, штат Нью-Джерси, и Тененбаум, HR (2011). Улучшает ли обучение, основанное на открытиях, обучение? Журнал педагогической психологии, 103 (1), 1-18. DOI : 10,1037 / a0021017
• Брантлингер, Э. (1997). «Использование идеологии: случаи непризнания политики исследований и практики в специальном образовании». Обзор образовательных исследований . 67 (4): 425–459. DOI : 10.3102 / 00346543067004425 . S2CID  145201255 .

• Брунер, Дж. С. (1961). «Акт открытия». Harvard Educational Review . 31 (1): 21–32.

• Кэрролл, Дж., И Беман, В. (2015). «Мальчики, изучение и право выбора в классе английского языка в средней школе». Подростковый успех . 15 (1): 4–17.
• Дин, Д. мл. И Кун, Д. (2006). «Прямое указание или открытие: перспектива» (PDF) . Научное образование . 91 (3): 384–397. DOI : 10.1002 / sce.20194 .

• Дорье, Дж. Л. и Гарсия, Дж. Ф. (2013). «Проблемы и возможности для реализации основанного на запросе обучения в повседневном обучении». ZDM математическое образование . 45: 837–849
• Fuchs, LS; Fuchs, D .; Пауэлл, SR; Зиталер, премьер-министр; Чирино, П. Т. и Флетчер, Дж. М. (2008). «Интенсивное вмешательство для учащихся с математическими нарушениями: семь принципов эффективной практики» . Ежеквартально . 31 (2): 79–92. DOI : 10.2307 / 20528819 . JSTOR  20528819 . PMC  2547080 . PMID  18815627 .

• Грауэр, С. (2016). Бесстрашное обучение . Рослин, Нью-Йорк: АЭРО.

• Хуанг, X. (2014). «Математический кризис: политическая игра или воображаемая проблема?» Наши школы / Наши Selves . 73–85.
• Кауфман, Дж. М. (2002). Деформация образования . Лэнхэм, Мэриленд: Scarecrow Press.

• Киршнер, Пенсильвания; Свеллер, Дж. И Кларк, RE (2006). «Почему минимальное руководство во время обучения не работает: анализ неудач конструктивистского, исследовательского, проблемного, экспериментального и исследовательского обучения» . Педагогический психолог . 41 (2): 75–86. DOI : 10,1207 / s15326985ep4102_1 . ЛВП : 1874/16899 . S2CID  17067829 .
• Мандрин, П., Прекель, Д. (2009). «Влияние управляемого открытия на основе подобия на концептуальную производительность». Школьные науки и математика, 109 (3), 133–145.
• Майер, Р. (2004). «Должно ли быть правило трех ударов против чистого научного открытия? Аргументы в пользу управляемых методов обучения» (PDF) . Американский психолог . 59 (1): 14–19. DOI : 10.1037 / 0003-066X.59.1.14 . PMID  14736316 .

• Маккарти, CB (2005). «Эффекты тематического практического преподавания естественных наук по сравнению с учебником для учащихся с ограниченными возможностями». Журнал исследований в области преподавания естественных наук . 42 (3): 245–263. DOI : 10.1002 / tea.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: различные способы увеличения познавательной нагрузки немецкого языка». Обучение и обучение . 16 (2): 87–91
• Стокке, А. 2015. Что делать с ухудшением оценок по математике в Канаде . CD Howe Institute. Комментарий 427.
• Туовинен, Дж. Э. и Свеллер, Дж. (1999). «Сравнение когнитивной нагрузки, связанной с изучением открытий и рабочими примерами». Журнал педагогической психологии . 91 (2): 334–341. DOI : 10.1037 / 0022-0663.91.2.334 .

Внешние ссылки [ править ]

В Викиверситете есть учебные ресурсы по Discovery Learning

• Обучающий проект Discovery в Колледже естественных наук Техасского университета в Остине
• Карлтонский колледж. Задачи управляемого открытия: примеры (в: Методы обучения: сборник педагогических приемов и примеров деятельности)
• Управление качества образования и подотчетности (EQAO). http://www.eqao.com/en/assessments/results/communication-docs/provincial-report-highlights-elementary-2017.pdf
• Научные упражнения и учебные материалы: Преподавайте науку так, как будто разум имеет значение!
• Гарелик, Барри (2009). Discovery Learning in Math: Exercises vs Problems , Nonpartisan Education Review / Essays, 5 (2).

Макина, (2019).