Crearea schemelor cognitive asociate prin intermediul software educaţional

Elena Railean – şef CTICE, Moldova, [email protected]

Abstract Lucrarea descrie tehnologia instrucţională de creare a schemelor cognitive asociate prin intermediul software–ului educaţional. Punctul de referinţă a lucrării sunt teorile de creare a schemelor, exemplificate prin modelul tridimensional al competenţelor şi strategia educaţională dinamică şi flexibilă. Tehnologia este validată la nivel de aplicabilitate în învăţământul preşcolar (“Povestea gogoaşei moderne”), şcolar (“Matematica”) şi universitar (“Manual electronic în portofoliu electronic”).

1. Introducere Crearea schemelor cognitive ca scheme de acţiune cognitivă, afectivă şi psihomotorie constituie o problemă din domeniul psihopedagogiei. În opinia lui F.Bartlett memoria ia forma de schemă care pune la dispoziţie contextul mental pentru comprehensiunea şi memorarea informaţiilor. Conceptul de schemă ca construct mental este deyvoltat de R. Schank (structura cunoştinţelor în memoria epizodică)[1]; J. Anderson (procesele memoriei)[2]; A. Newell (arhitectura cogniţiei umane)[3]; D. Rumelhart şi D. Norman (trei moduri de învăţare: extindere, structurare şi proceduri de învăţare)[4]. Teoriile de învăţare care accentuează aplicarea schemelor cognitive sunt dezvoltate de J. Bruner (învăţarea este un proces activ în care sunt implicate structuri cognitive: scheme, modele mentale)[5]; C. Reigeluth (învăţarea optimală este axată pe sporirea complexităţii) [6]; D. Ausubel (învăţarea este axată pe procese superordonate, reprezentaţionale şi combinatorii ale recepţionării informaţiilor)[7]; R. Spiro, P. Feltovitch şi R. Coulson (flexibilitate cogntivă în reprezentarea informaţiei)[8] şi J. Sweller (structurile cognitive ca fundament al cunoştinţelor funcţionale) [9]. J. Piaget considerată schema reprezentarea mentală a unui set asociativ de percepţii, idei şi /sau acţiuni care pot fi generale sau/ şi specifice (categoriale) [10]. Schemele care reprezintă atît categoriile, căt şi procesele de obţinere a cunoştinţelor, se formează prin asociere (acomodare) sau modificare (acomodare) a schemei cognitive [11]. Astfel de scheme cognitive asociate sunt efectiv create prin diverse tehnici ale software educaţional: hărţile conceptelor, hărţile memoriei, graful cunoştinţelor ş.a. Eficacitatea hărţilor conceptelor /memoriei este constatată de D. Novak. Hărţile conceptelor /memoriei reprezintă utilitare pentru organizarea şi reprezentarea cunoştinţelor în grafuri. Utilitarele permit încorporarea conceptele în boxe de diferite tipuri şi dimensiuni şi elucidarea interdependenţelor dintre concepte prin / fără cuvinte de legătură. Ierarhia structurală a hărţilor conceptelor depinde de conţinut.

2. Utilitarele software de creare a hărţilor conceptelor / memoriei Crearea schemelor cognitive associate ca hărţi ale conceptelor este posibilă prin metoda Post – its sau prin aplicarea unui program software computerizat. Metoda post – its oferă posibilitatea unui grup de educaţi de a reprezenta structura ierahică a cunoştinţelor pe tabla interactivă. Aplicarea programului software este mai utilă în cazul activităţilor individuale. Utilitarele aplicate Conferinţa Naţională de Învăţământ Virtual, ediţia a VII-a, 2009 113

în acest context permit elaborarea hărţii conceptelor în bază de prototip, gruparea unor concepte, deplasarea grupurilor, conexiunea cu alte hărţi ale conceptelor, printarea şi transmiterea prin e- mail. Diversitatea utilitarelor software de creare a hărţilor conceptelor/ memoriei este enormă: MindDomo, Smart Draw, Axon Idea Processor, , Inspiration, MindGenius, MindManager, SmartDraw, MindView, Semantica ş.a. Unele utilitare sunt de tipul free software, de exemplu: FreeMind, Visual Understanding Environment, Xmind, ş.a. Programele software pun la dispoziţie medii vizuale care permit utilizatorilor de a structura / reactualiza ideile, conceptele, procesele cognitive şi metacognitive.

3. Corelaţia dintre tipul hărţilor conceptelor / memoriei şi vîrstă Crearea hărţilor conceptelor /memoriei este în strînsă interdependenţă cu vîrsta educatului. În corespundere cu teoria lui Piaget şi recomandările lui W.Huitt (1997) recomandările practice pentru elaborarea conţinuturilor diferă la stadiul preoperaţional, stadiul operaţiilor concrete şi stadiul formal operaţional [12].

3.1 Etapa preoperaţională La etapa preoperaţională conţinuturile sunt ilustrate astfel, încît copilul să poată asocia obiectele de învăţare după formă, culoare, dimensiune ş.a. Lecţiile, bogate în acţiuni cognitive, afective şi psihomotorii sunt axate pe egocentrism. Copilul interacţionează cu obiectele de învăţare interactive, modificîndu-le şi / sau experimentîndu-le. Un rol important revine analizei sarcinilor prin feedback imediat. Figura 1 prezintă un fragment din povestea „Gogoaşa modernă”. Scopul elaborării acestei poveşti este crearea schemelor cognitive asociate prin software educaţional. În acest scop iniţial este derulată povestea unei gogoaşe moderne, care nimereşte în diverse perepeţii. La etapa finală copilului i se propun sarcini reproductive de asociere cu scopul formării “deprinderilor acţionale şi comportamentale”[13, p.5]. Copilul trebuie să clasifice, să găseacă, să-şi imagineze, să analizeze, să experimenteze, să compună situaţii noi în corespundere cu cele relatate în poveste. Formarea acestor deprinderi este direct corelată cu procesele de formare a deprinderilor reproductive şi cognitive, fiind realizate creativ prin manipulare directă cu personajele din poveste.

Figura 1. Formarea schemelor cognitiver asociate la stadiul preoperaţional

3.2 Etapa operaţiilor concrete La etapa operaţiilor concrete, conform recomandărilor lui Huitt (1997), este necesară exersarea cu conţinuturile interactive, aplicarea exemplelor reale şi a sarcinilor de clasificare a obiectelor cu 114 Universitatea din Bucureşti şi Universitatea Tehnică “Gh. Asachi” Iaşi nivel de complexitate. Etapa se caracterizează prin prezenţa a 7 tipuri de conservări: număr, dimensiune, lichid, masă, greutate, arie şi volum. Inteligenţa este demonstrată prin manipulare logică şi sistematică cu obiecte de învăţare concrete şi cu dezvoltarea acţiunilor mentale reversibile. La această etapă egocentrismul este în diminuare. Din aceste considerente formarea schemelor cognitive asociate este realizată prin formula 2 în 1. Acest fapt semnifică că educatul necesită utilizarea diferitor tipuri de feedback orientate spre “reprofilarea” conţinuturilor ME de la cadre informaţionale la operaţionale (acţionale) şi invers, educatul independent sau ghidat de profesor selectează conţinuturile sau sarcinile de evaluare Spre exemplu, în învăţarea matematicii, în corespundere cu standardul EQF, se pune accent pe formarea competenţei matematice. Competenţa matematică este demonstrată prin cunoştinţe şi abilităţi de a aduna, scădea, înmulţi, împărţi şi calcula procentajul în mintal şi/sau scris cu scopul de a soluţiona o varietate de probleme zilnice. O posibilă soluţie este algoritmizarea după prototip. În acest scop prototipul este inclus în conţinutul cadrelor informaţionale sub formă de obiect de învăţare. Fixarea prototipului este posibilă prin exersarea conţinuturilor cadrelor operaţionale prin feedback imediat (figura 2).

Figura 2. Formula 2 în 1 în manualul electronic “Matematica”

O altă variantă este formarea deprinderilor acţionale şi comportamentale ca rezultat al deprinderilor cognitive. Astfel, odată ce este automatizată abilitatea de a realiza rapid calculul mental cu unele operaţii se trece la extindere prin noţiuni dintr-un nou capitol. În acest context în conţinuturile cadrelor operaţionale sunt înmagazinate sarcini care necesită înmulţirea, împărţirea, scăderea, dar şi ordonarea, schiţarea, desenarea. Joncţiunea dintre cadrele de informare şi operaţionale este realizată prin tehnica hărţilor conceptelor / memoriei care poate fi accesată on- line.

3.3 Etapa operaţiilor formale La etapa operaţiilor formale, conform studiului lui Huitt (2003), inteligenţa este demonstrată prin aplicarea logică a simbolurilor relatate la conceptele abstracte. Specificul etapei este returnarea la egocentrism şi faptul că numai 35% din absolvenţii licenţiaţi demonstrează operaţiuni formale. Din aceste considerente în formarea schemelor cognitive asociate este necesar de a stabil accentul pe acţiune ca exemplificare şi operaţionalizare cu conceptele şi prototipurile. O posibilă soluţie este crearea hărţilor conceptelor / memoriei la etapa finală a învăţării capitolului. Hărţile conceptelor sunt materializate în schema de reper a capitolului elaborată de educat. În elaborarea schemei de reper se şine cont de gradul de comprehensiune a conţinutului. Spre exemplu, în manualul electronic la informatică sarcina finală a fiecărui capitol este elaborarea concluziilor şi generalizărilor şi construcţia schemei de reper. Conţinutul şi dimensiunea construcţiei schemei de reper diferă în raport cu preferinţele educatului (figura 3).

Conferinţa Naţională de Învăţământ Virtual, ediţia a VII-a, 2009 115

5 generaţii:

1946‐1958;

Hardware Software

tastatura imprimanta hard disk sistemul de operare

Figura 3. Schema de reper a capitolului “Părţile componente ale calculatorului ” Tehnologia de construire a schemelor cognitive asociate la etapa formal operaţională se reduce la identificarea independentă a conceptelor constituente ale capitolului; stabilirea corelaţiei dintre concepte şi procese; identificarea tipologiei boxelor şi a formei de reprezentare a conceptelor; stabilirea gradului de interdependenţă dintre concepte şi a formei de exemplificare (săgeţi simple, săgeţi duble, îngroşate ş.a.). În alte cazuri, construcţia chemelor cognitive asociate este realizată prin utilitare, care sunt parte componentă a accesoriilor software – ului educaţional. De exemplu, la accesoriile manualului electronic la chimie a fost introdus utilitarul MindDomo. MindDomo este un utilitar de tipul sursă deschisă. Aplicaţia permite crearea hărţilor conceptelor webazalită, dezvoltarea abilităţilor de gestionare a hărţilor şi nu necesită software de instalare. Utilitarul permite de a crea, edita, vizualiza şi distribui aplicaţiile create. Interfaţa permite de a reprezenta interdependenţa dintre conceptele studiate. Rolul aplicării utilitarului este ca educatul să construiască independent schemele cognitive asociate la conţinuturile cu un număr sporit de concepte. În acest scop utilitarul conţine instrumente de identificare şi poziţionare a conceptelor, resurselor textuale, audio, video ş.a.

Figura 4. Posibilităţile utilitarului MindDomo

Aplicarea utilitarului MindDomo în software educaţional contribuie la generalizarea celor asimilate prin schematizare. Schematizarea, ca mecanism de prelucrare cognitivă a informaţiei, permite gruparea schemelor cognitive în categorii de imagini mintale, nivele cognitive, scheme sau scenarii de acţiune şi valorifică rolul structurii acţiunii în procesul de formare a competenţei. Astfel se demonstrrează că gândirea are caracter informaţional –operaţional, mijlocit, mijlocitor, 116 Universitatea din Bucureşti şi Universitatea Tehnică “Gh. Asachi” Iaşi generalizat, abstractizat, acţional, finalist, multidirecţional şi sistemic; iar imaginaţia operează cu imagini mintale sau construcţii imagistice care tind spre producerea noului în formă de reconstrucţii imagistice a unor tablouri mintale. Ca rezultat, în dependenţă de etapa de dezvoltare cognitivă educatul operează cu un număr diferit de scheme cognitive. Cu cît calitatea formării schemelor este mai bună, cu atît asocierea este mai puternică. Din alt punct de vedere cu cît vărsta fiziologică este mai mare, cu atît este mai complicat de a crea scheme cognitive asociate calitative. Din aceste considerente la etapa operaţiilor formale este important de a asocia conţinuturile cu un grad înalt de formalizare la conţinuturi semnificative pentru educat prin tehnologia de creare a artifacturilor şi prototipurilor [14]. Asocierea este realizată prin verbe de acţiune care conduc la formarea deprinderilor acţionale şi comportamentale de tipul să clasifice, să compună, să elaboreze şi să analizeze.

4. Concluzii şi recomandări Problema creării schemelor cognitive asociate prin intermediul software educaţional este soluţionată în dependenţă de vîrsta educatului. La etapa preoperaţională sunt propuse conţinuturi interactive în procesarea cărora educatul trebuie să identifice forma, culoarea, dimensiunea ş.a. La etapa operaţiilor concrete schemele cognitive asociate se formează prin corelarea conţinuturilor informaţionale şi operaţionale cu crearea schemelor de reper. La etapa operaţiilor formale se aplică aceiaşi tehnică cu deosebirea că conţinuturile cu un grad înalt de formalizare urmează de a fi prezentate ataşate la accesorii de creare a hărţilor conceptelor. Acest procedeu contribuie la comprehensiunea celor prezentate. Cu scopul menţinerii motivaţiei intrinseci utilitarele de creare a hărţilor conceptelor / memoriei pot fi elaborate independent de educat. Problema constă în analiza informatizată a utilitarelor care contribuie la dezvoltarea schemelor cognitive asociate.

5. Mulţumiri Aduc sincere mulţumiri tuturor celor care au participipat la desenarea cadrelor şi elaborarea schemelor de reper ca scheme cognitive asociate.

BIBLIOGRAFIA

[1] Script theory (R. Schank). [online]. http://tip.psychology.org/schank.html [2] ACT* (J. Anderson). [online]. http://tip.psychology.org/anderson.html [3] Soar (A. Newell et al.) online]. http://tip.psychology.org/newell.html [4] Modes of Learning, http://tip.psychology.org/norman.html [5] Constructivist Theory (J. Bruner), http://tip.psychology.org/bruner.html [6] Elaboration Theory (C. Reigeluth, http://tip.psychology.org/reigelut.html [7] Subsumption Theory (D. Ausubel), http://tip.psychology.org/ausubel.html [8] Cognitive Flexibility Theory, http://tip.psychology.org/spiro.html [9] Cognitive Load Theory, http://tip.psychology.org/sweller.html [10] Piaget's Constructivism http://projects.coe.uga.edu/epltt/index.php?title=Piaget%27s_Constructivism [11]Background and Key Concepts of Piaget's Theory, http://psychology.about.com/ od/piagetstheory/ a/keyconcepts.htm [12]Huitt, W., & Hummel, J. (2003). Piaget's theory of cognitive development. Educational Psychology Interactive. Valdosta, GA: Valdosta State University. http://chiron.valdosta.edu/whuitt/ col/cogsys/ piaget.html\ [13]Rudic Gh. Cum să alegi un manual. Tehnologia pedagogică modulară pentru autoinstruire. Chişinău: Ştiinţa. 2000. 94 p. [14] Railean E., Hamza –Lup F. Problema formării conceptelor şi prototipurilor în manualul electronic la chimie. În: Către o societate a cunoaşterii: mat. conf. A VI-a de învăţământ virtual înt. Constanta (Romania), 2008, p. 135 – 143.