Десять шагов комплексного обучения. Четырехкомпонентная модель дизайна обучения

Йерун Дж. Г. ван Мариенбор, 2018

Одна из проблем высшего образования – его раздробленность. Программа вуза зачастую представляет собой набор разрозненных курсов, не выстроенных в единую систему, а это мешает студентам подготовиться к профессиональной жизни. Задача современных исследователей и преподавателей – перестроить учебные программы так, чтобы выпускники могли применять полученные компетенции и навыки в работе сразу после выпуска. Для разработки индивидуальных траекторий обучения нужно использовать циклический процесс, в котором ученик выполняет задачу, ее выполнение оценивается, а результаты оценки сохраняются в портфолио, на основе которого выбирается следующая задача. Перенести обучение на реальную жизнь позволяет проблемно-ориентированная модель обучения 4C/ID. Она основана на четырех компонентах: учебные задачи, теоретический материал, подсказки-инструкции и практическая отработка навыков. Модель доказала свою эффективность в академическом мире, но мало применяется на рынке российского образования. Сегодняшний (и тем более завтрашний) хирург во время учебы овладевает сложнейшими навыками и профессиональными компетенциями – как техническими, так и социальными – и не прекращает учиться на протяжении всей своей карьеры. Это называется комплексным обучением, и книга посвящена тому, как разработать учебный процесс для такого вида обучения. Йерун Мариенбор и Пол Киршнер дают пошаговую инструкцию для методистов и преподавателей, стремящихся выстроить эффективный процесс обучения по модели 4C/ID. От проектирования ядра и структуры программы до определения учебных задач – универсальное руководство для применения модели в рамках образовательных проектов разного масштаба. Зачем читать • Расширить знания в области разработки программ для комплексного обучения; • Понять, как обучать и обучаться сложным навыкам; • Повысить эффективность самостоятельных занятий. Особенности • Третье издание книги, переработанное с учетом современных исследований. • Добавлены главы, посвященные обучению общим навыкам – навыкам XXI века, и разработке программ оценки эффективности знаний. • Пошаговая инструкция, как достичь учебных целей и помочь в этом другим студентам. Для кого • Для учащихся, специалистов-практиков и исследователей. • Для методистов, разработчиков образовательных курсов и преподавателей.

Глава 1.

Новый подход к обучению

В 1632 году, когда Рембрандт ван Рейн написал картину «Урок анатомии доктора Тульпа», было крайне мало известно об анатомии, физиологии и морфологии человека. Медицина руководствовалась церковным учением, согласно которому человеческое тело считалось творением Бога. Преобладала древнегреческая гуморальная теория о четырех жидкостях в теле человека — крови, флегме (слизи), черной желчи и желтой желчи. Считалось, что болезни происходят из неравновесия этих четырех гуморов, и целью лечения, такого как кровопускание или вызов рвоты, было восстановление гуморальных жидкостей. Хирургические инструменты были примитивными, а то и попросту варварскими — дрель, пила, обычные щипцы и специальные зубные щипцы. Если мастер-хирург был недоступен, то оперировал больных и удалял зубы местный цирюльник. Хирург был скорее «художником», чем «ученым», — например, в отсутствие обезболивающих одним из важнейших навыков при проведении операции была скорость: на ампутацию ноги отводилось несколько минут. Новые знания об анатомии, физиологии, морфологии и медицине появлялись в лучшем случае очень медленно. Микроскоп уже изобрели, но он был слишком слабым, чтобы можно было увидеть бактерии, поэтому причины болезней оставались неизвестными — а значит, и методы их лечения практически не совершенствовались.

Сегодня и дня не проходит без новых медицинских открытий и появления новых болезней, создания новых лекарств и способов лечения, новых медицинских и хирургических методов. А ведь одно-два поколения тому назад все было иначе — и сама медицина, и медицинские знания и навыки, и взаимоотношения врачей и пациентов. Современные хирурги, например, уже не могут просто получить образование, а затем применять и совершенствовать свои знания в ходе работы. Сегодняшний (и тем более завтрашний) хирург во время учебы овладевает сложнейшими навыками и профессиональными компетенциями — как техническими, так и социальными — и не прекращает учиться на протяжении всей своей карьеры. Это называется комплексным обучением, и книга посвящена тому, как разработать учебный процесс для такого вида обучения.

1.1. Комплексное обучение

Комплексное обучение предполагает интеграцию знаний, навыков и установок, координацию качественно разных базовых навыков и перенос полученных знаний в повседневную жизнь и работу. Востребованность комплексного обучения привела к появлению ряда популярных образовательных подходов, таких как справочное образование, метод управляемого открытия, кейс-метод обучения, метод проектов, проблемное обучение, дизайн-обучение, командное обучение и обучение на основе компетенций, многие из которых не подтверждены эмпирическими исследованиями (Kirschner, Sweller, & Clark, 2006). В число теоретических моделей дизайна обучения, связанных с комплексным обучением, входят, например, обучение на основе когнитивного ученичества (Collins, Brown, & Newman, 1989; Woolley & Jarvis, 2007), теория первых принципов обучения (Merrill, 2012), конструктивистская среда обучения (Jonassen, 1999), модель обучения в процессе деятельности (Schank, 2010) и четырехкомпонентная модель дизайна обучения (4C/ID; Van Merriënboer, 1997). Эти подходы во многом отличаются, но их объединяет то, что движущей силой образования, преподавания и обучения становятся учебные задачи, основанные на реальных задачах, аутентичных практике. Основная идея таких подходов заключается в том, что задачи помогают учащимся интегрировать знания, навыки и установки, стимулируют их учиться координировать навыки и способствуют переносу полученных знаний в ситуации решения новых задач (Merrill, 2012; Van Merriënboer, 2007).

Интерес к комплексному обучению стремительно растет с начала XXI века. Это неизбежная реакция образования и преподавания на развитие общества и технологий. Учащиеся и работодатели больше не готовы идти на компромиссы, ценным считается образование, позволяющее обновлять старые знания и навыки (Hennekam, 2015) и осваивать новые. Благодаря новым технологиям машины берут на себя выполнение рутинных задач, люди же должны выполнять когнитивные задачи, которые становятся все более сложными и важными (Frey & Osborne, 2017; Kester & Kirschner, 2012). Сами рабочие места меняются, и не только потому, что для работы требуются другие навыки, но и потому, что быстро устаревает информация, необходимая для ее выполнения. Поэтому растут требования к рабочей силе — сотрудники должны легко адаптироваться к быстрым изменениям в окружающей среде, и работодатели требуют от них умения решать проблемы, рассуждать, принимать решения и применять творческий подход.

Приведем два примера. Несмотря на то что многие аспекты работы авиадиспетчеров теперь автоматизированы, сложность их работы стала выше, чем когда-либо, из-за огромного увеличения объемов воздушного движения, растущих требований безопасности и развития технических средств (см. рис. 1.1).

Рис. 1.1. Экран управления воздушным движением

То же произошло с врачами общей практики — теперь они не просто заботятся о физических, психологических и социальных аспектах здоровья своих пациентов. Им приходится сталкиваться с колоссальным разнообразием пациентов из разных культур, со множеством новых лекарств, инструментов и методов лечения, а также с вопросами регистрации, ответственности, страхования и т. д.

В сфере образования и педагогики понимают новые требования, предъявляемые обществом, бизнесом и промышленностью, и пытаются лучше готовить выпускников к рынку труда, развивая их адаптивную компетентность (Carbonell et al., 2014). К этому стремятся вышеупомянутые образовательные подходы, ориентированные на комплексное обучение и развитие профессиональных компетенций в рамках всей учебной программы. Однако образовательным учреждениям не хватает проверенных подходов к дизайну обучения. Это часто приводит к тому, что инновации, внедряемые для повышения качества подготовки студентов к рынку труда, не гарантируют успеха (Dolmans, Wolfhagen, & van Merriënboer, 2013).

Часто можно услышать жалобы студентов на то, что их учебная программа — просто разрозненный набор курсов, не связанных между собой и не соответствующих их будущей профессии (во всяком случае в явном виде). Поскольку преподаватели, как правило, хотят «просто преподавать свои предметы», в учебных планах создают отдельные потоки для развития сложных навыков или компетенций при помощи кейс-метода, метода проектов, проблемного обучения и т. п. — в узнаваемых и актуальных для студентов ситуациях. Но и в этих случаях студентам сложно соотнести требования учебного потока как с теоретической работой в рамках курса, так и с тем, что они считают важным для своей будущей профессии (хотя это часто лежит в основе учебных задач). В результате студенты не могут интегрировать все полученные знания и применить их для решения реальных задач, связанных с их работой. Другими словами, не происходит необходимого переноса обучения на реальную жизнь (Blume et al., 2010).

И это главная проблема, стоящая перед областью дизайна обучения. Педагогика и обучение не могут добиться переноса обучения на реальную жизнь, поэтому теория дизайна обучения должна поддерживать разработку учебных программ, которые позволят учащимся переносить профессиональные компетенции или сложные навыки, приобретенные в процессе обучения, в разнообразные контексты и условия реального мира. «Десять шагов комплексного обучения» (далее «Десять шагов») утверждают, что для этого необходим холистический подход к разработке учебных программ (см. Tracey & Boling, 2013). В следующем разделе мы рассказываем о холистическом подходе к дизайну обучения и объясняем, как он помогает улучшить перенос обучения на реальную жизнь. Далее мы обсудим, какое место рассматриваемая модель занимает в области педагогики и обучения, и опишем ее основные элементы — четыре компонента и десять шагов. За этим последует обзор структуры и содержания книги.

1.2. Холистический подход к дизайну обучения

Холистический подход к дизайну обучения противоположен атомарному, при котором комплексное содержание и сложные задачи сводятся к более простым или мелким элементам, таким как факты и базовые навыки, — до того уровня, когда каждый из элементов может быть легко передан учащимся посредством презентации фактов и (или) практического усвоения навыков. Такой подход эффективен, если элементы не слишком тесно взаимосвязаны, в противном случае он не работает.

Холистический подход основан на том, что целое представляет собой нечто большее, чем сумма его частей, поскольку оно содержит не только элементы, но и взаимосвязи между ними. Холистический подход к дизайну обучения работает со сложными задачами, обращая внимание на взаимосвязи между изучаемыми элементами (Van Merriënboer & Kester, 2008). Этот подход дает решение трех извечных проблем сферы образования — компартментализации, фрагментации и парадокса переноса обучения на реальную жизнь.

Компартментализация знаний

Модели дизайна обучения обычно применялись к той или иной конкретной области обучения (когнитивной, аффективной или психомоторной). Проведение дальнейших различий, например в когнитивной области, происходило между моделями декларативного обучения, в которых особое внимание уделялось методам обучения, помогающим учащимся формировать концептуальные знания, и моделями процедурного обучения, сконцентрированными на методах обучения, помогающих в приобретении навыков. Такая компартментализация — разделение целого на отдельные части или категории — имела катастрофические последствия для образования.

Предположим, вам предстоит операция. Какого хирурга вы выберете — прекрасно владеющего инструментами, но незнакомого с человеческой анатомией? Или прекрасного знатока анатомии, не различающего виды скальпелей? Или отличного, опытного хирурга с хамским отношением к пациентам? Или прекрасного человека и великолепного хирурга, который не оперировал и не повышал свою квалификацию уже 35 лет? Нет, нет и нет! Вам нужен хирург с современными знаниями и навыками, который знает анатомию и физиологию, технически подготовленный и с хорошим подходом к пациенту.

Поэтому не имеет смысла выделять профессиональные области обучения. Многие сложные хирургические навыки невозможно применить без глубоких знаний о строении и работе человеческого тела, поскольку только это позволяет добиться необходимой гибкости. Многие навыки нельзя реализовать так, как это необходимо, если не проявлять определенного отношения к делу. Цель холистических моделей дизайна комплексного обучения — интеграция декларативного обучения, процедурного (включая перцептивные и психомоторные навыки) и аффективного (эмоционального, включая стремление поддерживать знания и навыки в актуальном состоянии). Таким образом, они способствуют развитию интегрированности знаний, что повышает вероятность переноса обучения на реальную жизнь (Janssen-Noordman et al., 2006).

Фрагментация знаний

Основным приемом традиционных моделей дизайна обучения была фрагментация — разбиение целого на мелкие, неполные или изолированные части (Van Merriënboer & Dolmans, 2015). Модели дизайна обучения XX века анализировали выбранную область обучения, а затем делили ее на отдельные практические или образовательные цели (например, запоминание факта, применение процедуры, понимание концепции и т. д.). Для достижения каждой отдельной цели выбирались различные методы обучения (соответственно — заучивание, отработка навыков, решение задач). В учебных планах отдельные цели соответствовали разным навыкам и рассматривались изолированно друг от друга. Сложные навыки разбивались на базовые, каждая цель соответствовала одному базовому навыку, что равнозначно последовательности неполных задач. Таким образом, ученик одновременно обучался только одному базовому навыку или очень ограниченному их числу. Новые базовые навыки добавлялись постепенно, и только в конце обучения — если оно вообще заканчивалось — у ученика появлялась возможность отработать сложный навык целиком.

Еще в 1960-е годы Бриггс и Нейлор (1962; Naylor & Briggs, 1963) обнаружили, что этот подход годится только в случае, если не требуется существенной координации базовых навыков и если каждый отдельный базовый навык сложен для освоения. Но большинство сложных навыков или профессиональных компетенций характеризуются многочисленными взаимодействиями между различными аспектами выполнения задач и предъявляют очень высокие требования к их координации. За последние полвека было многократно доказано, что разбиение сложной области или задачи на набор отдельных элементов, а затем обучение каждому из этих элементов без учета их взаимодействия и требуемой координации не работает, поскольку учащиеся в итоге не могут интегрировать и координировать отдельные элементы в ситуациях переноса (например, Gagné & Merrill, 1990; Lim, Reiser, & Olina, 2009; Spector & Anderson, 2000). Чтобы облегчить перенос обучения, холистические модели дизайна обучения сосредоточены на высокоинтегрированных наборах целей и на скоординированном достижении этих целей при выполнении реальных задач.

Парадокс переноса обучения на реальную жизнь

Есть и третий нежелательный эффект. Разработчики учебных планов, конечно, выбирают такие методы обучения, которые требуют минимального числа практических задач, необходимых для освоения материала, минимального времени выполнения этих задач и минимальных усилий учащихся, необходимых для достижения поставленных целей. Таким образом они стремятся к эффективности, поскольку разработка практических задач требует времени и денег, которых всегда не хватает. Учащиеся тоже стремятся к эффективности, поэтому они стараются сократить затраты и оптимизировать результаты, их время и мотивация к обучению ограничены.

Предположим, учащиеся должны научиться диагностировать три различных типа ошибок (E1, E2, E3) в сложной промышленной системе, например на химическом заводе. Если для обучения диагностике каждой ошибки требуется минимум три практических задачи, можно сначала попросить учащихся диагностировать ошибку E1, затем ошибку E2 и, наконец, ошибку E3. Это приведет к следующей схеме обучения:

E1, E1, E1, E2, E2, E2, E3, E3, E3

Такой учебный план будет эффективен для достижения трех поставленных целей с минимальным временем выполнения задач и минимальными затратами усилий учащихся, но при этом он обеспечит низкий уровень переноса обучения на реальную жизнь. Дело в том, что выбранный метод обучения предлагает учащимся получить высокоспецифичные знания для диагностики каждой отдельной ошибки. Это позволяет им выполнять только те действия, которые указаны в целях, не выходя за рамки поставленных задач. Но если разработчик учебного плана стремится к переносу обучения на реальную жизнь и цель состоит в том, чтобы учащиеся могли правильно диагностировать как можно больше ошибок в промышленной системе, то гораздо лучше обучить их диагностировать три ошибки в случайном порядке. Тогда план обучения будет, например, таким:

E3, E2, E2, E1, E3, E3, E1, E2, E1

Этот случайный график тренировок (также называемый чередованием, Birnbaum et al., 2013) будет менее эффективен для достижения трех отдельных целей, поскольку он может увеличить время, необходимое на выполнение задачи, или затраты сил обучающихся. Возможно, для того же уровня эффективности достижения каждой отдельной цели потребуется четыре, а не три тренировочных задачи. Но в долгосрочной перспективе это даст гораздо более высокий перенос обучения на реальную жизнь!

Дело в том, что при случайном расписании учащиеся сравнивают и сопоставляют различные ошибки. Таким образом, вместо знаний, жестко привязанных к трем конкретным специфическим ошибкам, формируются общие знания с более высоким уровнем абстракции. Это позволяет учащимся лучше диагностировать новые, ранее не встречавшиеся ошибки. Такое явление, когда методы, направленные на достижение изолированных, конкретных целей, хуже работают при достижении комплексных целей для повышения переноса обучения на реальную жизнь, известно как парадокс переноса (Helsdingen, van Gog, & van Merriënboer, 2011a, 2011b; Van Merriënboer, de Croock, & Jelsma, 1997). Холистический подход к дизайну обучения учитывает парадокс переноса и всегда направлен на более общие цели, выходящие за рамки ограниченного списка узкоспециальных задач. Дифференциация различных типов образовательных процессов должна гарантировать, что к тому моменту, как учащиеся столкнутся с новыми проблемами, они будут обладать не только конкретными знаниями для работы с уже знакомыми аспектами этих проблем, но также (и это более важно!) общими и абстрактными знаниями, необходимыми для разрешения незнакомых аспектов этих проблем.

* * *

Традиционные модели дизайна обучения обычно следуют атомарному подходу, что вызывает компартментализацию, фрагментацию и парадокс переноса. Холистический подход, напротив, предлагает альтернативные способы решения проблемы комплексного обучения. Большинство холистических подходов вводят для этого понятие моделирования. При двухэтапном моделировании сначала разрабатываются простые и сложные модели реальности или реальных задач, которые затем анализируются и обрабатываются с педагогической точки зрения. Так их приводят в состояние, при котором учащиеся действительно могут на них учиться (Achtenhagen, 2001). С этой точки зрения обучение должно начинаться с упрощенной, но целостной модели реальности, которая затем передается учащимся в соответствии с разумными принципами дизайна обучения. «Десять шагов» предлагают широкий спектр методов обучения, позволяющих справиться с комплексностью, не забывая о целостных, реальных задачах.

1.3. Четыре компонента и десять шагов

«Десять шагов» — это практическая, улучшенная и при этом, как ни странно, упрощенная версия модели 4C/ID (четырехкомпонентной модели дизайна обучения; Van Merriënboer, 1997; Van Merriënboer, Clark, & de Croock, 2002; Van Merriënboer, Jelsma, & Paas, 1992). Предыдущие ее описания были аналитико-дескриптивными, что подчеркивало когнитивно-психологическую основу модели и взаимосвязи между компонентами дизайна и процессами обучения. «Десять шагов», напротив, носят преимущественно предписывающий характер, их цель — представить версию модели, которую могут применять на практике преподаватели, эксперты в области обучения и специалисты по дизайну обучения. Для интересующихся читателей в некоторые главы включены текстовые вставки, в которых подробно объясняются психологические основы тех или иных принципов дизайна обучения.

«Десять шагов» можно рассматривать как модель, специально предназначенную для использования в программах специального и профессионального образования (среднего и высшего), специализированных университетских программах (например, медицинских, экономических, юридических) и программах повышения квалификации для бизнеса, промышленности, правительственных и военных организаций. Модель также применима в среднем общем и даже начальном образовании для обучения сложным навыкам — как в рамках традиционных школьных предметов (например, Melo & Miranda, 2015), так и специальных навыков (например, Linden et al., 2013). Как правило, ее используют для разработки учебных программ продолжительностью от нескольких недель до нескольких лет. Что касается разработки учебных планов, то их существенной частью является развитие одной или нескольких профессиональных компетенций или сложных навыков, и именно в этой части применяется данная модель.

Главное предположение, лежащее в основе 4C/ID и «Десяти шагов», формулируется так: планы образовательных программ комплексного обучения всегда могут быть описаны четырьмя основными компонентами, а именно (см. левую колонку табл. 1.1):

А. Учебные задачи.

Б. Поддерживающая информация.

В. Процедурная информация.

Г. Частичная практика.

Термин «учебная задача» используется здесь в самом общем смысле. Учебная задача может относиться к кейс-стади для изучения, проекту, который предстоит разработать, проблеме, которую нужно решить, профессиональной задаче, которую необходимо выполнить, и т. д. Поддерживающая информация помогает учащимся выполнять нерутинные аспекты учебных задач, которые часто связаны с решением проблем, принятием решений и обоснованием (например, информация о зубах, полости рта, щеках, языке и челюсти помогает студенту-стоматологу давать клинические обоснования; Postma & White, 2015, 2016). Процедурная информация позволяет выполнять рутинные аспекты учебных задач, то есть те аспекты, которые всегда выполняются одинаково (например, инструкции по измерению артериального давления помогают студентам-медикам проводить медосмотры). Наконец, частичная практика, которая относится к дополнительной практике рутинных аспектов, позволяет развить очень высокий уровень автоматизма в этих аспектах и таким образом улучшить выполнение всей задачи (например, благодаря практике сердечно-легочной реанимации (СЛР) медсестра будет лучше подготовлена к действиям в чрезвычайных ситуациях).

Как указано в правой колонке таблицы 1.1, четыре компонента дизайна обучения непосредственно соответствуют следующим четырем этапам: разработка учебных задач (шаг 1), разработка поддерживающей информации (шаг 4), проектирование процедурной информации (шаг 7) и разработка частичной практики (шаг 10). Остальные шесть шагов являются вспомогательными и выполняются только при необходимости. На шаге 2 определяются критерии оценки эффективности в соответствии с целями и стандартами приемлемого выполнения. На шаге 3 создается последовательность задач от базовой к сложной — задачи вначале простые (то есть несложные), а затем плавно усложняются. Шаги 5 и 6 могут потребоваться для углубленного анализа поддерживающей информации, которая будет полезна для обучения выполнению нестандартных аспектов учебных задач. Шаги 8 и 9 могут быть необходимы для углубленного анализа процедурной информации, нужной для выполнения рутинных аспектов учебных задач.

В реальных дизайн-проектах никогда не бывает прямолинейного продвижения от шага 1 к шагу 10. По мере достижения новых результатов и принятия новых решений часто приходится пересматривать предыдущие шаги — процесс проектирования становится итеративным. Кто-то предпочитает до создания полной образовательной программы разработать несколько учебных задач путем быстрого прототипирования. Отдельные этапы для конкретных дизайн-проектов могут оказаться избыточными. Таким образом, движение назад-вперед (см. раздел 3.2) между десятью шагами — обычное явление. Кроме того, важно хорошо видеть все промежуточные результаты проектирования и анализа, а также их взаимосвязи с итоговым учебным планом. При реализации крупных проектов очень полезны те или иные компьютерные инструменты, облегчающие систематическую разработку плана обучения и предлагающие обзор всего проекта — в том числе при переходе от одного этапа к другому (Van Merriënboer & Martens, 2002).

Таблица 1.1. Четыре основных компонента 4C/ID и десять шагов

Последующие главы этой книги описывают все десять шагов комплексного обучения. Главы 2 и 3 служат введением в четырехкомпонентную модель и десять шагов соответственно. Главы 4–13 составляют основную часть этой книги, в них подробно описаны десять шагов, по одному шагу в каждой главе. В главе 14 описывается обучение общим навыкам в образовательных программах, разработанных с учетом «Десяти шагов», а в главе 15 рассказано о разработке способов оценки эффективности для этих программ. В главе 16 обсуждаются будущие направления комплексного обучения.