Дата публикации: 31.12.2022

Придавая смысл: психологические теории для интерпретации концептуальных карт

Аннотация

Один из способов репрезентировать структуру понятий учащихся — метод концептуальных карт. Их анализ эффективно осуществляется с помощью сетевых теорий, но для содержательной психологической интерпретации возможности математики ожидаемо ограничены. В то же время психологические теории развития понятий позволяют задать осмысленные направления для математического анализа концептуальных карт и содержательно интерпретировать результаты такого анализа. В статье демонстрируются возможные способы интерпретации результатов сетевого анализа в терминах теории Л. С. Выготского.




Вопрос о том, какова понятийная организация представлений человека, широко обсуждается с середины XX в. В когнитивной психологии можно выделить несколько подходов к описанию организации понятий и ее изменению в связи с обучением или приобретением нового опыта. Во-первых, это теории структурной организации понятий, например гипотеза двойного кодирования А. Пайвио или концептуально-пропозициональная гипотеза кодирования Дж. Андерсона и Г. Бауэра. Основное внимание здесь уделяется классификации ментальных репрезентаций (вербальных (семантических), образных (иконических) и др.) и объяснению закономерностей долговременного хранения информации и ее воспроизведения. Для понимания изменения структуры знаний более полезной оказывается другая группа теорий — о формировании семантических схем и сетей (например, теории А. Коллинза и М. Квиллиана; Э. Рош; П. Линдсея и Д. Нормана). Они указывают на то, что между понятиями могут устанавливаться иерархические отношения (родовые и видовые понятия), так что понятия с бо́льшим объемом, или родовые понятия («собака»), включают в себя понятия меньшего объема, или видовые понятия («болонка»), но при этом первые имеют и меньше содержательных признаков, чем видовые. Многие родовые понятия («собака») могут, в свою очередь, выступать как видовые по отношению к еще более объемным и более общим  понятиям («млекопитающее»). Существуют предпочтительные уровни обобщения (прототипы по Э. Рош); обычно это понятия, которые, будучи довольно абстрактными, все еще сохраняют много детальных признаков объектов и позволяют использовать образные репрезентации (например, «собака» является более предпочтительным уровнем обобщения, чем специфическое («болонка») или слишком общее понятие («млекопитающее»)).

Понятия и иерархии понятий можно представить как семантические сети, в узлах которых располагаются сами понятия, а связи между ними — это логические, ассоциативные, иерархические и любые другие отношения.

Надо отметить, что вопрос об изменении структуры понятий во время систематического обучения оказался вне поля зрения теорий семантических сетей. Хотя, казалось бы, и сами понятия, и иерархические отношения между ними формируются (во всяком случае, целенаправленно) именно в обучении, вопрос формирования понятий целиком лежит в сфере интересов психологии развития и обучения. В англоязычной литературе прежде всего выделяются работы, касающиеся так называемых концептуальных изменений (conceptual change [15; 16]), перестройки представлений в процессе обучения. Концептуальные изменения описываются как происходящие на нескольких уровнях, хотя разные авторы используют альтернативные термины для описания схожих изменений. Чаще всего говорится о двух типах концептуальных изменений: слабой перестройке знаний, то есть ассимиляции или концептуальном поглощении (приращении, захвате, conceptual capture), и сильной/радикальной перестройке знаний, то есть концептуальной замене (концептуальном обмене, conceptual change) (для обзора см.: [6]).

Такое разделение, очевидно, вдохновляется взглядами Пиаже на развитие мышления как постоянный процесс взаимной адаптации входящей информации и существующих когнитивных схем. Напомним, что Пиаже [2] выделял процессы ассимиляции и аккомодации, где первые связаны с выстраиванием новой информации для встраивания ее в имеющуюся когнитивную схему, а вторые — с перестройкой самой схемы, чтобы приспособить ее усвоение для новой информации. Эти процессы, по Пиаже, действуют всегда совместно, позволяя достигать сбалансированной непротиворечивой интерпретации происходящего в окружающем мире.

Хотя теоретическое разделение этих процессов в ходе развития когнитивных структур оказалось исключительно полезно для понимания возрастных особенностей мышления, все же этого теоретического фундамента недостаточно для понимания изменений структуры знаний в связи с обучением. Действительно, для Пиаже было принципиально важно отделить процессы развития понятий от влияния специального обучения. Вся суть его метода определялась необходимостью изолировать спонтанное развитие, освободить его ото всех возможных следов целенаправленного систематического обучения (например, ребенка намеренно спрашивали о явлениях, которые в силу их объективной сложности были в принципе недоступны детскому пониманию). Таким методом Пиаже в принципе не мог исследовать развитие иных понятий, кроме как «спонтанных», эксплицитно отделяя их от неспонтанно формирующихся понятий. Водоразделом между ними Пиаже полагал их осознанность. Спонтанное понятие с необходимостью должно быть неосознанным, так как при его использовании внимание говорящего направлено на объект, к которому понятие относится, а не на само понятие как мысленное действие, форму, схватывающую объект. Отсюда спонтанные понятия — это понятия, приходящие к ребенку вне систематического обучения, из спонтанного опыта использования речи. Однако, ограничив свой интерес развитием спонтанных понятий, Пиаже тем самым исключил из рассмотрения развитие «осознанных» понятий, формирование которых возможно только в систематическом (например, школьном) обучении.

Список литературы

1. 12. Koponen, I. T. Entropy and energy in characterizing the organization of concept maps in learning science / I. T. Koponen,M. Pehkonen // Entropy. — 2010. — Vol. 12, № 7. — P. 1653–1672.
2. 23. Wilson, J. M. Differences in knowledge networks about acids and bases of year-12, undergraduate and postgraduate chemistry students / J. M. Wilson // Research in Science Education. — 1998. — Vol. 28, № 4. — P. 429–446.
3. 22. Walker, J. M. T. Concept mapping as a form of student assessment and instruction in the domain of bioengineering / J. M. T. Walker, P. H. King // J. of Engineering Education. — 2003. — Vol. 92, № 2. — P. 167–178.
4. 21. Thurn, C. M. Concept Mapping in Magnetism and Electrostatics : Core Concepts and Development over Time / C. M. Thurn, B. Hänger, T. Kokkonen // Education Sciences. — 2020. — Vol. 10, № 5. — doi: 10.3390/educsci10050129
5. 20. Sun, J. Understanding health information technology adoption : A synthesis of literature from an activity perspective / J. Sun, Z. Qu // Information Systems Frontiers. — 2015. — Vol. 17, № 5. — P. 1177–1190.
6. 19. Strautmane, M. Concept Map-Based Knowledge Assessment Tasks and Their Scoring Criteria: an Overview / M. Strautmane // Concept Maps : Theory, Methodology, Technology : Proceedings of the Fifth International Conference on Concept Mapping, Malta, Vallet
7. 18. Siew, C. S. Q. Using network science to analyze concept maps of psychology undergraduates / C. S. Q. Siew // Applied Cognitive Psychology. — 2019. — Vol. 33, № 4. — P. 662–668.
8. 17. Richmond, S. S. A set of guidelines for the consistent assessment of concept maps / S. S. Richmond, J. F. Defranco, K. Jablokow // International J. of Engineering Education. — 2014. — Vol. 30, № 5. — P. 1072–1082.
9. 16. Özdemir, G. An Overview of Conceptual Change Theories / G. Özdemir, D.B. Clark // Conceptual Change. — 2007. — Vol. 3, № 2. — P. 351–361.
10. 15. Novak, J. D. Concept mapping : A useful tool for science education / J. D. Novak // J. of Research in Science Teaching. — 1990. — Vol. 27, № 10. — P. 937–949.
11. 14. Koponen, I. T. Concept networks of students’ knowledge of relationships between physics concepts: finding key concepts and their epistemic support / I. T. Koponen, M. Nousiainen // Applied Network Science. — 2018. — Vol. 3, № 1. — doi: 10.1007/s411090
12. 13. Koponen, I. Pre-service physics teachers’ understanding of the relational structure of physics concepts : Organising subject contents for purposes of teaching / I. Koponen, M. Nousiainen // International J. of Science and Mathematics Education. — 2013
13. 1. Выготский, Л. С. Мышление и речь / Л. С. Выготский. — 5-е изд. — М. : Лабиринт, 1999.
14. 11. Kleinberg, J. M. Authoritative sources in a hyperlinked environment / J. M. Kleinberg // J. of the ACM (JACM). — 1999. — Vol. 46, № 5. — P. 604–632.
15. 10. Kinchin, I. M. How a qualitative approach to concept map analysis can be used to aid learning by illustrating patterns of conceptual development / I. M. Kinchin, D. B. Hay, A. Adams // Educational Research. — 2000. — Vol. 42, № 1. — P. 43–57.
16. 9. Kapuza, A. The network approach to assess the structure of knowledge : Storage, distribution and retrieval as three measures in analysing concept maps / A. Kapuza, I. T. Koponen, Y. Tyumeneva // British J. of Educational Technology. — 2020. — Vol. 51,
17. 8. Iñiguez, G. Bridging the gap between graphs and networks / G. Iñiguez, F. Battiston, M. Karsai // Communications Physics. — 2020. — Vol. 3, № 1. — doi: 10.1038/s42005-0200359-6
18. 7. Ifenthaler, D. The mystery of cognitive structure and how we can detect it / D.Ifenthaler, I. Masduki, N. M. Seel // Instructional Science. — 2011. — Vol. 39, № 1. — P. 41–61.
19. 6. Harrison, A. G. A typology of school science models / A. G. Harrison, D. F. Treagust // International J. of Science Education. — 2000. — Vol. 22, № 9. — P. 1011–1026.
20. 5. Goldman, A. W. Concept mapping and network analysis : An analytic approach to measure ties among constructs / A. W. Goldman, M. Kane // Evaluation and Program Planning. — 2014. — Vol. 47. — P. 9–17.
21. 4. Gkevrou, M. Illustration of a Software-Aided Content Analysis Methodology Applied to Educational Research / M. Gkevrou, D. Stamovlasis // Education Sciences. — 2022. — Vol. 12, № 5. — doi:10.3390/educsci12050328
22. 3. Brin, S. The anatomy of a large-scale hypertextual Web search engine / S. Brin // Computer Networks and ISDN Systems. — 1998. — Vol. 30, № 1–7. — P. 107–117.
23. 2. Жан Пиаже: теория, эксперименты, дискуссии / [под ред. Л. Ф. Обуховой и Г. В. Бурменской]. — М. : Гардарики, 2001. — 622 c.

Остальные статьи