Алгоритмы, эвристики — и их объединитель

Алгоритмы, эвристики — и их объединитель

На этот вопрос отвечает алгоэвристическая теория психолога с мировым именем Льва Наумовича Ланды. В ней чётко сформулированы (и проверены на практике) основные принципы создания творческого мышления. Она ориентирована именно на умственное развитие учащихся, освоение ими познавательных процессов во всех когнитивных сферах.

Посвятим некоторое время рассказу об этой теории и о целой науке, называемой на Западе ландаматика — в честь её создателя.

Л.Н. Ланда всю жизнь занимался научным и практическим развитием передовых идей психологии, ориентированных на практику обучения. Основную проблему он сформулировал в названии одной из своих книг: «Умение думать. Как ему учить?». Разработка этой проблемы стала делом всей его жизни. Первое исследование он завершил, когда ещё учился в аспирантуре. Затем молодой учёный стал активно работать и как экспериментатор, и как теоретик психологии обучения, связав свои исследования с возникшей в то время передовой педагогической технологией — программированным обучением. По убеждению Ланды, именно она впервые открывает реальные возможности для индивидуализации — говоря языком кибернетики, адаптации — обучающих воздействий.

Используя новейшие достижения в разных областях науки — психологии, дидактики, кибернетики, философии, логики, семантики, медицины и др. — Л.Н. Ланда создал строгую и стройную теорию адаптивного обучения. В её основе — раскрытие и анализ неосознаваемых или плохо осознаваемых людьми механизмов мышления, обеспечивающих успешное решение задач, моделирование выявленных механизмов в виде предписаний алгоритмического, эвристического и смешанного типов, обучение на их основе[87]. Таким образом, предметом обучения впервые становятся непосредственно сами механизмы мышления. Создаются условия, при которых каждый из обучаемых может овладеть не только содержанием знаний, но и процессами успешного оперирования ими, поверить в свои возможности, приобрести уверенность в себе. Так учитываются и психологические механизмы.

Лев Ланда впервые ввёл в практику понятие алгоритма умственных действий. Взятое из математики, оно позволило придать описанию психических процессов ту строгость и определённость, которая обеспечивает эффективное управление учением и позволяет разумно выстроить как структуры учебных предметов, так и весь учебный процесс. Управление не только внешними, но и внутренними (умственными) процессами позволило создать новый вариант программированного обучения, существенно отличающийся от всего, что имелось в те времена и в Советском Союзе, и на Западе.

Составная часть теории адаптивного обучения — формирование мыслительных процессов с заданными свойствами. То есть предполагается выявить систему параметров для того, чтобы, следя за ними, можно было изучать, как происходят мыслительные процессы у каждого учащегося. В зависимости от результатов выбираются и корректируются обучающие воздействия.

Ещё один важный раздел теории — диагностика умственных процессов, формируемых у учащихся. Л.Н. Ланда ввёл понятие диагностики механизмов (структуры) психических процессов — в отличие от диагностики их уровней, составляющей предмет классической тестологии. Направленная на обнаружение нерациональных — фактически дефектных по своей структуре — процессов мышления, диагностика механизмов служит основой для динамической подстройки стратегии обучения каждого конкретного учащегося. Значит, удастся быстро и вовремя устранить психологические причины неэффективности или ошибочности его умственных действий.

Бигуди № 20

Обычные методики тестирования учеников с нахождением некоего среднего коэффициента успешности обучения, чем-то напоминают следующую задачку: имеется куча одинаковых кирпичей и линейка; как, сделав всего один замер, узнать длину диагонали кирпича?²⁷

В СССР известный учёный, профессор Л. Ланда создаёт и возглавляет научно-исследовательский институт, его методы и предложения пользуются известностью. Но — в 1975 г. сын учёного женится на американке, и в том же году профессор Л.Н. Ланда при очередных выборах на должность в институте утверждается лишь старшим научным сотрудником. Далее всё привычно: профессора Ланду — автора важнейшего метода обучения эффективному мышлению — фактически выталкивают из страны. «Такое мышление нам не нужно!» — подход весьма привычный для заскорузлых чиновничьих мозгов (и по сей день). Даже если речь идёт о человеке талантливом, выделяющемся своими способностями и идеями. Не имеет значения, что эти идеи и предложения исключительно важны для будущего страны. Любое «серое» общество и соответствующее ему правительство и прочие «вертикальные» власти отлично характеризуются тезисом Сергея Довлатова: «Скудость мысли порождает легионы единомышленников».

Так что в 1976 г. Л. Ланда уезжает в США. Там учёный продолжает развивать основное направление своей научной деятельности: выявляет механизмы мышления профессионалов, представляет эти механизмы в виде легко воспринимаемых моделей алгоритмического или эвристического типа и строит методики обучения на их основе.

Постепенно создаётся новая научно-практическая область — ландаматика. Один за другим в США и других странах стали открываться центры по обучению рациональной умственной деятельности в самых разных сферах человеческой практики. Ландаматика применяется для подготовки операторов ядерных установок, банковских служащих, менеджеров, страховых агентов, работников налоговых служб, специалистов по написанию различного рода инструкций и документов, аналитиков в области рекламы и многих других.

Внедрение ландаматики — эксперты называют её «работающим чудом Льва Ланды» — приносит потрясающие результаты. Фирмы и корпорации экономят колоссальные средства, ранее тратившиеся на подготовку и доучивание работников, а также на устранение последствий их ошибочной деятельности, которой не удавалось избежать при традиционном обучении[88].

Каковы же исходные позиции автора ландаматики?

В первую очередь надо учить думанию (школы с этой задачей пока справляются плохо). Думание — это не знание (или далеко не только знание). Думание, по определению Ланды — то, что вы делаете с и над знаниями, т. е. трансформации и операции над знаниями. Они выполняются с помощью специфических умственных действий. Ну, а что же происходит в наших школах и вузах? Учителя и преподаватели не знают, как учить думать, потому что:

1) они часто не осознают разницы между знанием и умственными действиями, и таким образом учат преимущественно знаниям;

2) если же они и осознают эту разницу, то часто не уверены в тех специфических умственных действиях, которые необходимы для решения проблем определённых типов;

3) в случае, если они уверены в специфических умственных действиях, то не всегда знают, как учить проводить такие действия, как их формировать.

Л. Ланда говорил: «Общеизвестно, что ученики часто обладают знаниями в определённой области, но не умеют решать задачи. Психологи и учителя часто объясняют этот факт, говоря, что их ученики просто не знают как правильно мыслить, они не способны приложить свои знания, в их мышлении отсутствуют, не сформированы принципы и процессы анализа и синтеза».

Ланда рассказывает, как учитель математики сообщил ему об одном из своих учеников, получившем «неудовлетворительно» на экзамене по геометрии. Учитель разводит руками: «Он не знает, как надо думать. Он не может представить, что хорда может быть рассмотрена, как сторона вписанного в окружность угла». На вопрос «А почему он не может это себе представить?» учитель ответил: «Он не может этого представить потому, что просто не может представить. Вот и всё». После этого замечания учитель считает, что проблема исчерпана, и вопрос может быть закрыт. На самом же деле, отмечает Ланда, решение этой проблемы только должно начинаться.

Технология обучения, разработанная Л. Ландой, и предназначена для решения этой проблемы. Так, он экспериментально проверил алгоритмическую методику развития процесса мышления при изучении геометрии. Для проведения геометрических доказательств в старших классах были чётко выделены отдельные операции — этапы, необходимые при построении доказательства (в стандартных методиках обучения ученикам просто сообщают основные концепции и теоремы и приводят примеры решённых задач). Даже когда учителя для проверочных работ отбирали лучших — всё знающих — учеников, они сами констатировали: и эти избранные ученики не могут решать задачи и не имеют навыков и знаний общих методик мышления. Не используя методик Ланды, средние ученики решали около 25 % задач, лучшие — до 40 %. После обучения по методикам Ланды в следующем тесте все ученики решили 87 % задач!

Не знаю, явился бы следующий вопрос трудным для учеников Ланды, но для Вас, надеюсь, ответ найдётся без труда: существует ли кривая, образованная из множества точек, равноудалённых от одной точки-центра, но при этом эта кривая — не окружность?²⁸

Подобный эксперимент проведен в классе, изучающем русскую грамматику. В этом случае применение методик ландаматики позволило снизить число ошибок в 7 раз, а 4-летний курс стало возможным освоить за 3 года, причём при более высокой успеваемости учеников[89].

Далее из отдельных умственных операций (действий) формируются системы, организованные в интеллектуальные структуры. К таким структурам относятся: алгоритмические, полуэвристические и эвристические. Ланда считает, что обучение готовым алгоритмам — бедное обучение: надо учить самостоятельно открывать и создавать алгоритмы. Однако не все проблемы и задачи можно решать по определённым алгоритмам. Многие задания — эвристические (творческие) и требуют соответствующих эвристических методов думания.

Какие же процессы алгоритмичны? Те, которые можно считать вполне определёнными, регулярными и однородными. Представьте, что Вам нужно позвонить по телефону или завести машину. В обоих случаях вполне можно составить детальную инструкцию для пошагового её исполнения (алгоритм) и всегда выполнять эти операции заранее известным образом. То есть алгоритмический процесс состоит из ряда относительно простых действий, которые выполняются некоторым регулярным и универсальным образом в определённых условиях для решения проблем определённого типа. Предписание (инструкция) описывается в виде алгоритма.

Если процесс действительно алгоритмизуемый, с ним может по алгоритму управиться любой. В фильме «Воздушные приключения» прусский офицер вынужден впервые в жизни лететь на самолёте, пользуясь только инструкцией — но по-немецки подробной. Достаточно сказать: первый пункт внушительного тома, вручённого ему помощниками, содержит всего лишь слова «Сесть в кресло». Аккуратно листая инструкцию, бравый вояка долетает от Лондона до середины Ла-Манша. Но тут пролетающая птица выбивает инструкцию из его рук — и приходится идти на вынужденную посадку. Потому что офицер, дисциплинированно справляющийся с алгоритмом, не обучен эвристикам[90].

Эвристический процесс — тот, где присутствуют новизна, избирательность, развитие. Простейшие примеры: нужно решить некоторую техническую задачу, когда для этого нет подходящих орудий, или найти путь математического доказательства не по стандартной схеме, а самому выбрать необходимые для доказательства элементы геометрической фигуры или вспомогательные теоремы. Итак, эвристический процесс состоит из ряда неэлементарных — заранее неизвестных исполнителю — действий или из операций элементарных, но выполняемых нерегулярным, неуниверсальным образом. Однако важно, что алгоритмизировать можно не только простые навыки: даже для сложных комплексных навыков, имеющих эвристическую природу, можно создать некое алгоэвристическое предписание.

Конечно, эвристические и алгоритмические процессы тесно взаимодействуют. Созданная Ландой алгоэвристическая теория охватывает как алгоритмические, так и неалгоритмические процессы и обеспечивает формирование как тех, так и других[91].

Разумеется, для эффективности обучения нужно подбирать соответствующие — подходящие для данной области — алгоритмы и эвристики. Практически во всех ситуациях можно эффективно использовать три основных типа алгоэвристических предписаний:

? тем, кто уже исполняет некое действие, нужно указать, что делать, чтобы выполнить работу на уровне специалиста, мастера;

? тем, кто ещё учится, нужно указать, что делать, чтобы научиться выполнять работу так, чтобы… (см. выше);

? тем, кто учит, нужно указать, как развить алго-эвристическую активность у исполнителей и учащихся, чтобы они могли действовать… (см. выше).

Один из основных принципов искусства думать и рассуждать — так называемый «принцип снежного кома» (the snowball method). Это метод проведения мыслительных действий шаг за шагом:

1) сначала: описание и объяснение некоторой алгоритмической (или нет) процедуры и демонстрация того, как она используется при решении задач;

2) затем: выделение и описание особенностей первой операции или действия, с которого начинается процедура;

3) после этого: указание задач, для решения которых необходима именно эта операция, и предоставление возможности попрактиковаться в её применении;

4) теперь снова: выделение и демонстрация особенностей следующей операции;

5) и опять: указание задач, для решения которых необходимо совместное использование первых двух операций;

6) описание следующей операции;

7) указание задач, для решения которых нужны все три операции.

И так далее. Как снежный ком, растёт — слой за слоем — набор методов и операций, с помощью которых можно разрешить любую задачу определённого класса. Причём одновременно с расширением арсенала методов постепенно возрастает и сложность решаемых задач.

Таким образом, при формировании мыслительных операций этот принцип развивает способность воспринимать и выполнять несколько различных операций как одну целостную операцию, мозг создаёт собственные системы из последовательных действий, объединяя их в блоки.

Важнейшая особенность метода не в том, чтобы выстроить и продиктовать каждому начинающему набор последовательных операций, когда все они заранее известны. Сущность в том, чтобы научить человека таким способам думания, которые позволят эти последовательные операции, решающие задачу, открыть, создать, разбить на части и придумать чёткий и ясный алгоритм их применения. Причём это нужно делать в ситуации, когда ни учитель, ни исполнитель ничего заранее не знают о таких процедурах и могут даже не знать о существовании процессов, в которых они применяются[92].

В гуманитарных науках также необходимы алгоритмические процессы, хотя здесь соотношение между алгоритмическими и эвристическими процессами иное. Ланда показывает: и писателю, и художнику необходимы в качестве базы алгоритмические, полуалгоритмические, полуэвристические процессы.

Возможно создать и такие эвристические схемы (алгоритмы), которые станут инструментами для обучения операциям творческого мышления, ведущим к развитию творчества более систематическим, верным и быстрым путём. Сама система алгоритмов (эвристик) и представляет собой модель тех процессов, которым нужно учить.

И главное — планомерно, спокойно и последовательно проводите анализ любой ситуации. Логика, только логика и одна только логика!

Данный текст является ознакомительным фрагментом.