Исследование, касательно мыслительного процесса человека, подводит нас к когнитивным программам обучения, которые помогают детям лучше справляться с математикой.

Полученные данные

Благодаря исследованиям, изучающие познавательную способность человека, позволяет нам упростить и сделать проведение уроков алгебры более увлекательным. Разрабатывавшаяся психологом Джоном Андерсоном в течение двух десятилетий теория адаптивного характера мышления (АКТ-Р) является основой для понимания того, как мы думаем о проблемах и решаем их, включая и математические уравнения. Эта теория отражает наше понимание человеческого мышления, основанное на многочисленных фактах, полученных в результате психологических экспериментов.

АКТ-Р предполагает, что комплексное познание возникает в результате взаимодействия процедурного и декларативного знания. Декларативное знание – это прямое кодирование фактов (например, Вашингтон, округ Колумбия – столица Соединенных Штатов, 5 + 3 =8); процедурное знание – это прямое кодирование того, как мы совершаем действия (например, как управлять или как выполнять сложение). Согласно теории АКТ-Р, способности человеческого познания зависят от того, как люди сочетают эти два типа знания.

Значимость

Теория АКТ-Р дает представление о том, как учащиеся осваивают новые навыки и концепции, при этом позволяя учителям видеть, в каких местах учащимся может понадобиться дополнительная практика для освоения нового материала.

Практическое применение

Доктор Андерсон и его коллеги из Университета Карнеги-Меллон использовали это исследование для разработки когнитивных и компьютерных обучающих программ, которые включают теорию АКТ-Р в преподавание алгебры, геометрии и интегрированной математики. Тьюторы опираются на когнитивные модели, которые принимают форму компьютерного моделирования, способного решать те типы задач, которые предлагают решить студентам. Тьюторы включают в себя декларативные и процедурные знания, заложенные в программе, и следят за решением проблем учащихся, чтобы определить, что они знают, а над чем еще нужно поработать. Это позволяет концентрировать внимание на обучении того, что еще не было освоено, и гарантирует продуктивность потраченного студентами времени. Ученики работают над концепцией до тех пор, пока она не будет полностью освоена. Студенты, у которых есть концептуальные проблемы с освоением определенной темы, будут продолжать ее изучение, в то время как те, кто овладел концепцией, перейдут к последующим темам.

Наиболее широко используемая когнитивная репетиторская программа – сейчас известная как когнитивный тьютор «Carnegie Learning» – сочетает в себе программные, индивидуальные компьютерные уроки, а также совместную деятельность по решению проблем. В настоящее время эта программа обслуживает более 150 000 учащихся в крупнейших школах округов страны. Полевые исследования показали значительный рост успеваемости студентов, использующих данную программу.

В 2003 году школы Министерства обороны США заключили контракт, по которому они будет применять программы когнитивного обучения математике в своих 224 государственных школах в 21 округе, расположенных в 14 зарубежных странах, семи штатах, Гуаме и Пуэрто-Рико. В этих школах работают примерно 8800 учителей, обслуживающих 106 000 учащихся.