Розвиток навичок за допомогою практики

Огляд

Викладання: 20 хв
Вправи: 40 хв

Питання

• Як люди вчаться?

• Хто є типовим слухачем спільноти Carpentry?

• Як ми можемо допомогти новачкам стати компетентними практиками?

Цілі

• Поясніть, чому практика та зворотній зв’язок важливі для навчання.

• Використовуйте формуюче оцінювання в процесі викладання.

Почнемо з обговорення того, як працює навчання. Ми навчимося деяким ключовим результатам освітніх досліджень і визначимо, як ці принципи впроваджуються на практиці під час семінарів Carpentry.

Педагогічна модель Carpentry

Carpentry має на меті навчити слухачів обчислювальній компетенції. Ми використовуємо прикладний підхід, уникаючи теоретичного та загального на користь практичного і конкретного. Показуючи слухачам, як розв’язувати конкретні проблеми за допомогою певних інструментів, і надаючи практичні навички, ми розвиваємо впевненість услухачів і закладаємо основу для майбутнього навчання.

Критичним компонентом цього процесу є те, що слухачі можуть практикувати те, що вони вивчають, у режимі реального часу отримати відгук про те, що вони роблять, а потім застосувати отримані навички на наступному етапі процесу навчання. Маючи можливість допомогти один одному під час семінарів, слухачі також закріплюють викладені концепції.

Семінар Carpentry - це інтерактивний захід для слухачів та інструкторів. Ми надаємо знання отримуємо зворотний зв’язок протягом усього семінару. Ми включаємо оцінювання в матеріали семінару та запитуємо про відгуки на наліпках під час обідньої перерви та в кінці кожного дня. Таким чином інструктори можуть налаштувати темп і зміст семінару, щоб задовольнити потреби слухачів у цій групі, в той же час збирання відгуків допомагає покращити навчальні матеріали або методологію для майбутніх семінарів. Інструктори та їх помічники також забезпечують зворотний зв’язок зі слухачами під час семінарів, щоб створити невимушену атмосферу та забезпечити більш глибоке розуміння матеріалу. Взаємодія зі слухачами таким чином допомагає визначити, як вони справляються, і зрозуміти, з вивченням яких понять виникають проблеми, або де можна було б рухатися швидше.

Набуття навичок

Наш підхід базується на роботі таких дослідників, як Патриція Беннер, яка застосувала модель Дрейфуса для отримання навичок в своїх дослідженнях як медсестри просуваються від новачка до експерта (див. також книги Беннер). Ця робота свідчить про те завдяки практиці та формальному навчанню учні набувають навичок і просуваються через різні етапи. У спрощеному вигляді, три етапи цієї моделі мають вигляд:

• Новачок: тип учнів, які не знають, що саме вони не знають, тобто, вони ще не знають, які ідеї є ключовими в даній області або як вони пов’язані Однією з ознак того, що хтось є новачком, є те, що його запитання «навіть не є неправильними».

  Приклад: слухач-“новачок” семінару Carpentry може раніше ніколи не чути про оболонку bash, тому може не розуміти, як це стосується його файлової системи чи інших програм на його комп’ютері.

• Компетентний практик: це той, хто має достатнє розуміння повсякденних цілей. Він не знатиме усіх подробиць того, як щось працює, і його розуміння може бути не зовсім точним, але цього достатньо для завершення типового завдання з нормальними зусиллями за звичайних обставин.

  Приклад: компетентний практик у семінарі Carpentry, можливо, раніше використовував оболонку та розуміє, як переміщатися по каталогах і використовувати окремі програми, але він може не розуміти, як використовувати ці програми разом для створення сценаріїв та автоматизації великих завдань.

• Експерт: це той, хто може легко впоратися з нестандартними ситуаціями.

  Приклад: експерт семінару Carpentry може мати досвід написання та виконання сценаріїв оболонки та коли стикається з певною проблемою, відразу бачить, як ці навички можна використати для її вирішення

Наразі ми в першу чергу орієнтуємося на новачків, оскільки цей тип зазвичай характеризує аудиторію Carpentery. (Ми, як інструктори, швидше за все, є компетентними практиками чи експертами, і ми це обговоримо це в наступному розділі). Далі ми використовуватимемо додаткову концепцію, яка дозволяє відрізняти новачків від компетентних практиків і впливає на процес навчання новачків.

Когнітивний розвиток і розумові моделі

Ефективному навчанню сприяє створення добре обґрунтованої розумової моделі. Розумова модель - це сукупність понять і фактів, які людина має щодо предметної області, разом зі зв’язками між тими поняттями. Наприклад, давні жителі Сполучених Штати можуть мати глибоке розуміння щодо розташування штатів США, великих міст і пам’яток, погодних умов, характеристик регіональних економік та демографічних моделей, а також взаємозв’язків між ними, порівняно з розумінням цих відносин для інших країн. Іншими словами, їх розумова модель Сполучених Штатів є більш складною порівняно з їх розумовою моделлю інших країн.

Ми можемо розрізняти новачка і компетентного практика для певної предметної області на основі складності їх розумових моделей.

• Новачок це той, хто ще не створив розумову модель певної предметної області. Тому новачки розмірковують за аналогією та здогадками, запозичуючи частини своїх розумових моделей з інших областей, які зовні здаються схожими.
• Компетентний практик — це той, хто має розумову модель, яка є достатньо придатною для повсякденних цілей. Ця модель не обов’язково має бути абсолютно точною, щоб бути корисною: наприклад, розумова модель середньостатистичного водія про те, як працює автомобіль, ймовірно, не включає більшість характеристик, якими опікується інженер-механік.

Ми обговоримо розумові моделі експертів більш детально в пізніше.

Ваші розумові моделі

У редакторі Etherpad опишіть свою основну дослідницьку сферу чи сферу знань і деякі аспекти розумової моделі, яку ви використовуєте для формування і виконання своєї роботи. Які поняття/факти включені? Які типи відносин включені?

Це обговорення має тривати приблизно 5 хвилин.

Одним із ключових висновків досліджень когнітивного розвитку є те, що новачків, компетентних практиків і експертів потрібно навчати по-різному. Зокрема, подавати новачкам купу фактів на ранній стадії є контрпродуктивним, тому що вони ще не мають моделі чи основи, в яку можна вписати ці факти. Насправді, подання занадто великої кількості фактів занадто рано може закріпити неправильну розумову модель

Більшість слухачів, які приходять на семінари Carpentry, є новачками, і не мають сильної розумової моделі тих концепцій, які ми викладаємо. Таким чином, наша основна мета не навчити синтаксису певної мови програмування, але допомогти їм побудувати робочу розумову модель щоб їм було до чого прикладати факти. Іншими словами, наша мета — навчити людей думати про програмування та управління даними таким чином, щоб вони могли дізнатися більше самостійно або зрозуміти, що вони можуть знайти в інтернеті.

Важливо рухатися повільно

Якщо комусь здасться, що це надто повільно, йому буде трохи нудно. Якщо вони відчують, що це занадто швидко, вони ніколи не повернуться до програмування. — Kunal Marwaha, SWC інструктор

Якщо наша мета — допомогти новачкам побудувати точну та корисну розумову модель нової інтелектуальної сфери, це вплине на перебіг нашого навчання. Наприклад, ми принципово хочемо допомогти слухачам формувати правильні категорії та встановлювати зв’язки між поняттями. Ми не хочемо перевантажити їх купою непов’язаних фактів, оскільки це тількі заплутає.

Важливим практичним наслідком цього останнього моменту є темп навчання. У першому основному епізоді урок про оболонку Unix від Software Carpentry, який охоплює тему “Навігація файлами та каталогами”, є лише чотири “команди” за 40 хвилин навчання. Десять хвилин на команду можуть здатися надзвичайно повільними, але справжня мета епізодів — навчити слухачів шляхам використання команд; в подальшому вони дізнаються про історію, символи підстановки, канали та фільтри, аргументи командного рядка, перенаправлення, і всі інші великі ідеї, від яких залежить оболонка, і без яких люди не можуть зрозуміти, як використовувати команди.

Ця розумова модель оболонки також включає такі концепти, як:

• Якщо ви повторюєте команди вручну, ви з часом можете помилитися (тому дозвольте комп’ютеру повторювати речі за вас за допомогою застосування табуляції і команди history).
• Множина маленьких інструментів, об’єднаних за потребою, продуктивніша, ніж декілька програм. (Це є реалізацією архітектури труб та фільтрів).

Ці два приклади також ілюструють дещо інше. Навчання є більшим, ніж «просто» створення розумових моделей і додавання до них інформації; не менш важливим є створення зв’язків між поняттями та фактами. Основою для обговорення функцій є дві ідеї про те, що слухачі мають не повторювати відомі речі, і що вони повинні намагатися мислити категоріями невеликих слабо з’єднаних компонентів (фільтрів) Явне посилання на канали та фільтри в оболонці під час представлення функцій допомагає зміцнити обидві ідеї.

Зустрічайте слухачів там, де вони є

Однією з сильних сторін семінарів Carpentry є те, що ми зважаємо на рівень підготовки слухачів. Інструктори Carpentry прагнуть допомогти слухачам прогресувати з будь-якої початкової точки, на якій вони знаходяться, нікого не змушуючи відчувати себе неповноцінними щодо рівня своїх поточних практик або навичок. Частково ми робимо це, навчаючи актуальним і корисним навичкам завдяки створенню інклюзивного навчального середовища та організації постійного (і це важливо!) зворотнього зв’язку зі слухачами. Ми детальніше поговоримо про кожну з цих стратегій упродовж нашого семінару.

Шляхи отримання знань

Окрім забезпечення повільного руху, що ще ми можемо зробити, щоб полегшити формування достатньо точної розумової моделі? Однією з важливих дій є аналіз помилкових уявлень у хибних розумових моделях.

Розумові моделі майже ніколи не будуються з нуля. Кожен слухач приходить з певною кількістю інформації, ідей та думок щодо певної теми. Це має місце навіть у випадку, коли слухач не може сформулювати свої попередні знання та переконання.

У багатьох випадках ці попередні знання є неповними або неточними. Невірні переконання, які можна назвати «помилковими уявленнями», можуть перешкоджати навчанню, ускладнюючи слухачам включення нової, правильної інформації у свої розумові моделі. Виправлення помилкових уявлень слухачів є принаймні таким же важливим, як і надання їм правильної інформації. Загалом кажучи, помилкові уявлення поділяються на три категорії:

• Прості фактичні помилки, наприклад, вважати Ванкувер столицею Британської Колумбії. Ці помилки найлегше виправити.
• Хибні моделі, як-от переконання, що напрямки руху та прискорення мають збігатися. Ми можемо виправити це, запропонувавши слухачам міркувати на прикладах, щоб побачити протиріччя.
• Фундаментальні переконання, наприклад “світ існує лише кілька тисяч років” або «люди не можуть впливати на клімат планети». Ці переконання глибоко пов’язані з соціальною ідентичністю слухача і їх найважче змінити.

Оскільки семінари Carpentry зосереджені на новачках та побудові строгих розумових моделей, нас найбільше цікавить середня категорія помилкових уявлень. Під час навчання ми хочемо визначити “хибні” моделі слухачів, щоб допомогти їм побудувати кращі.

##Виявлення та виправлення помилкових уявлень

Як ми викриваємо помилкові уявлення, особливо якщо вони стосуються хибних моделей? Як ми можемо в аудіторії визначити, чи слухачі вже розуміють цю тему (щоб можна було рухатися далі), а якщо ні, які помилкові уявлення та прогалини в їхніх знаннях нам слід усунути.

Щоб бути ефективними, інструктори потребують зворотного зв’язку щодо прогресу своїх слухачів і розуміння їх розумових моделей. Цей зворотній зв’язок надходить шляхом так званого формуючого оцінювання (на відміну від підсумкового оцінювання).

Підсумкове оцінювання

Підсумкове оцінювання застосовується щоб оцінити, чи досяг слухач прийнятного рівня компетентності. Слухачі «проходять» або «не проходять» підсумкове оцінювання. Одним із прикладів є іспит з водіння, який повідомляє решті суспільства, чи можна безпечно пустити когось на дорогу. Більшість оцінок за університетські курси є підсумковими.

Формуюче оцінювання відбувається під час викладання та навчання. Звучить як химерний термін, але його можна використовувати для опису будь-якої взаємодії чи діяльності яка надає зворотний зв’язок як інструкторам, так і слухачам щодо рівня розуміння слухачами матеріалу. Слухачам цей відгук може допомогти зосередити зусилля на навчанні. Інструкторам це дозволяє переорієнтувати їхні інструкції для реагування на виклики, з якими стикаються слухачі.

Слухачі не «проходять» або «провалюють» формуюче оцінювання, бо це просто механізм зворотного зв’язку. Наприклад, учитель музики може попросити учня зіграти гамму дуже повільно, щоб побачити, чи правильно він дихає, а якщо ні, то підказати, що він має змінити.

Формуюче оцінювання є найбільш корисним, якщо воно відбувається часто (як часто, ми поговоримо пізніше) і коли результати легко інтерпретуються слухачем і інструктором.

Повторення vs. рефлексивна практика

Ідея про те, що десять тисяч годин практики зроблять когось експертом у якійсь галузі, є широко відомою, але реальність набагато складніша. Практика — це не повторення одного й того ж знову і знову: практика - це виконання подібних, але дещо різних речей, це отримання зворотного зв’язку, а потім зміна алгоритму дій у відповідь на цей зворотній зв’язок, щоб стати кумулятивно кращим. Виконання одного й того ж знову і знову має набагато більше шансів закріпити шкідливі звички, ніж підвищити ефективність. Ось чому ми надаємо особливу увагу практиці та зворотному зв’язку для слухачів на наших семінарах і для інструкторів у наших програмах підготовки

Формуюче оцінювання набуває багатьох форм

Існує багато типів формуючого оцінювання, і кожен має свої переваги та недоліки.

Формуюче оцінювання

На основі вашого попереднього освітнього досвіду (або навіть цього тренінгу!) які типи формуючого оцінювання ви знаєте?

Запишіть свої відповіді в блокнот; або обійдіть і попросіть кожного в групі назвати по одному.

Одним з прикладів формуючого оцінювання, який ми хотіли б висвітлити, є питання з множинним вибором (ПМВ). Якщо питання добре спроектовані, вони можуть зробити набагато більше, ніж просто слугувати виміром знань. Наприклад, припустимо, ми вчимо дітей правилам додавання багатозначних чисел. Добре розроблені ПМВ є такими:

Питання: Якою буде сума 27 + 15 ?
a) 42
b) 32
c) 312
d) 33

Правильна відповідь 42, але кожна з інших відповідей дає цінну інформацію.

Визначте помилкові уявлення

Виберіть одну неправильну відповідь і напишіть в Etherpad, яке помилкове уявлення пов’язане з цією неправильною відповіддю. Це обговорення має тривати близько 10 хвилин.

Рішення

• Якщо дитина відповідає 32, вона повністю відкидає перенесення розрядної одиниці.
• Якщо вона відповідає 312, вона знає, що не може просто відкинути перенесення розрядної одиниці, але не розуміє, що це насправді десятка і її потрібно додати в попередній стовпець. Іншими словами, дитина розглядає кожен розрядний стовпець чисел як непов’язаний із сусідніми.
• Якщо дитина відповідає 33, вона знає, що має перенести розрядну одиницю, але повертає її назад у ту саму колонку, з якої вона надійшла.

Кожна з цих неправильних відповідей є правдоподібним відволікаючим фактором із певною діагностичною силою. «Правдоподібність» означає, що це виглядає так, ніби це може бути правильним: інструктори часто ставлять нібито безглузді відповіді на зразок “риба!” на ПМВ, але (а) вони не дають жодного розуміння і (б) слухачі насправді не знаходять їх смішними. «Діагностична сила» означає, що кожен із дистракторів допомагає інструктору розібратися з якими поняттями слухачі відчувають труднощі.

Формуюче оцінювання є найпотужнішим, коли інструктор змінює викладення матеріалу в залежності від результатів оцінювання. Інструктор може дізнатися, що йому потрібно змінити темп або переглянути певну концепцію. Вміння реагувати на результати формуючого оцінювання, — це навичка, яку ви розвиватимете з часом.

Обробка результатів

Формуюче оцінювання дозволяє нам як інструкторам адаптувати темп і методи навчання до нашої аудиторії. Що ми повинні робити як інструктори, якщо слухачі обирають:

1. переважно одну з неправильних відповідей?
2. переважно правильну відповідь?
3. рівномірний розподіл варіантів?

Для одного з наведених вище введіть свою відповідь в Etherpad.

Це обговорення має тривати близько 5 хвилин.

Рішення

1. Якщо більшість слухачів проголосує за одну і ту ж неправильну відповідь, вам слід повернутися і працювати над виправленням цього помилкового уявлення.
2. Якщо більшість аудиторії проголосує за правильну відповідь, скоріше за все можна безпечно рухатися далі.
3. Якщо кількість правильних та неправильних відповідей є досить однаковою, то слухачі, ймовірно, вгадують випадково, і в цьому випадку доречно повернутися до точки, де всі мали правильні уявлення.

Моделювання розумових моделей для новачків

Виділіть 10 хвилин, щоб створити питання з множинним вибором відповідей, пов’язане з темою, яку ви збираєтеся викладати. Введіть його в Etherpad і поясніть діагностичну силу кожного з його відволікаючих факторів, тобто, яке помилкове уявлення має виявити кожен відволікаючий фактор?

Зауваження щодо проєктування МПВ

• Хороше ПМВ перевіряє концептуальні непорозуміння, а не просто фактичні знання. Якщо вам важко придумати діагностичні відволікаючі фактори, тоді або вам потрібно більше думати про розумові моделі ваших слухачів, або ваше запитання просто не є хорошою відправною точкою для ПМВ.
• Коли ви намагаєтеся придумати відволікаючі фактори, подумайте про запитання, які поставили слухачі, або проблеми, які вони мали, коли ви востаннє викладали цей предмет. Якщо ви цьому не вчили раніше, подумайте про власні помилкові уявлення або запитайте колег про їхній досвід.

Розробка ПМВ з правдоподібними відволікаючими факторами є корисною, навіть якщо ці питання ніколи не використовуються в під час семінарів, оскільки це змушує інструктора думати про розумові моделі слухачів і як чому вони можуть бути хибними — точніше, поставити себе на місце слухача і подивитися на тему з їхньої точки зору.

Існує багато типів формуючого оцінювання, крім ПМВ. Один такий (неповний) список, щоб доповнити попередню вправу, можна знайти вEdutopia assessment group.

Формуючі оцінювання мають бути регулярними

В ідеалі інструктори мають проводити формуюче оцінювання кожні 5 хвилин, щонайменше кожні 10-15 хвилин щоб переконатися, що аудіторія дійсно навчається. Оскільки середня тривалість уваги зазвичай становить саме стільки, формуюче оцінювання також допомагає скоротити навчальний час і знову зосередити увагу. Формуюче оцінювання також можна використовувати превентивно: якщо ви починаєте урок із запитання, і кожен може правильно відповісти на нього, то можете сміливо пропустити частину лекції, в якій ви збиралися пояснити те, що ваші слухачі вже знають.

Скільки?

Інструктори Carpentry часто використовують формуюче оцінювання. Скільки ми зробили таких оцінювань з початку цього семінару? Помістіть свої припущення в Etherpad разом із одним прикладом і метою, якій слугувало це оцінювання.

Це обговорення має тривати близько 5 хвилин.

Рішення

Це залежатиме від події, яку вони відвідують. Більшість учасників не вгадають. Мета цієї вправи - підкреслити важливість частого формуючого оцінювання та визначення, що індивідуальне оцінювання не потребує багато часу.

Висновок відносно новачків

Слухачі зазвичай далекі від задоволення, якщо вони не розуміють ключові моменти і залишаються спантеличеними. Якщо слухачі спантеличені, вони з набагато меншою імовірністю сприймуть наші «досить хороші» практики до завершення семінару. Заохочуйте помічників підтримувати розгублених слухачів, наскільки це можливо, протягом семінару.

Факультативні вправи

Опрацювання протиріччя

Опишіть помилкове уявлення, з яким ви зустрілися під час власного навчання чи викладання, і як навчити слухачів протистояти цьому.

Ключові моменти

• Наша мета під час навчання новачків — допомогти їм побудувати корисні розумові моделі.

• Це потребує практики та зворотного зв’язку.

• Формуюче оцінювання забезпечує практику для слухачів і зворотний зв’язок для слухачів та інструкторів.