Теория и методика профессионального образования | Мир педагогики и психологии №10 (123) Октябрь 2026

Об опыте активизации познавательной деятельности обучающихся методом контекстного обучения

Беседина Светлана Владимировна
канд. физ.-мат. наук, ВУНЦ ВВС «ВВА», РФ, г. Воронеж
Чудинова Ксения Владиславовна
канд. тех. наук, ВУНЦ ВВС «ВВА», РФ, г. Воронеж
Горчаков Михаил Алексеевич
канд. тех. наук, ВУНЦ ВВС «ВВА», РФ, г. Воронеж

Аннотация: В статье рассматривается подход к активизации познавательной деятельности обучающихся методами контекстного обучения. Обобщаются особенности использования имитационной модели в работе с обучающимися младших курсов. На конкретных примерах излагается процесс трансформации предмета деятельности от абстрактной информации к моделированию реальных ситуаций, а затем к ситуациям научного исследования при подготовке научно-исследовательской работы. Цель исследования – проанализировать и оценить возможности междисциплинарного подхода и контекстного подхода к обучению в рамках научной работы с курсантами как способа активизации познавательной деятельности обучаемых. Рассмотрение конкретных примеров применения контекстного и междисциплинарного подходов демонстрирует необходимость формирования целостных и комплексных знаний по математике, информатике и другим дисциплинам естественного цикла. Результаты исследования могут быть использованы для повышения эффективности научной работы, а также повышения интереса к образовательному процессу со стороны обучаемых.
Ключевые слова: междисциплинарный подход, контекстное обучение, трансформация предмета деятельности, имитационная обучающая модель.

Besedina Svetlana Vladimirovna
Candidate of Physical and Mathematical Sciences, MERC AF «AFA», Russia, Voronezh
Chudinova Kseniya Vladislavovna
Candidate of Technical Sciences, MERC AF «AFA», Russia, Voronezh
Gorchakov Mikhail Alekseevich
Candidate of Technical Sciences, MERC AF «AFA», Russia, Voronezh

Abstract: The article examines an approach to enhancing the cognitive activity of students using contextual learning methods. The features of using a simulation model in working with junior cadets are summarized. Using specific examples, the process of transforming the subject of activity from abstract information to modeling real-life situations, and then to situations in scientific research when preparing a research paper, is outlined. The aim of the study is to analyze and evaluate the potential of an interdisciplinary approach and a contextual approach to teaching within the framework of scientific work with cadets as a way to enhance the cognitive activity of the students. Examining specific examples of the application of contextual and interdisciplinary approaches demonstrates the need to develop holistic and comprehensive knowledge in mathematics, computer science, and other disciplines within the natural sciences. The research results can be used to improve the effectiveness of scientific work, as well as to increase students’ interest in the educational process.
Keywords: interdisciplinary approach, contextual learning, transformation of the subject of activity, simulation training model.

Контекстное обучение является современным направлением активизации познавательной деятельности обучающихся и вовлечения их в учебный процесс. Более современной реализацией этого метода является контекстное обучение с подкреплением, одним из инструментов которого является искусственный интеллект. Именно это и делает его наиболее привлекательным для современной образовательной деятельности, способствует поддержанию интереса к учебному процессу и к саморазвитию обучающихся. При реализации в процессе обучения контекстного метода теоретическое знание становится осмысленным и способствует более быстрой адаптации к новым знаниям, что влечет формирование не просто суммы знаний, а целостной системы профессиональных компетенций; происходит превращение имеющихся знаний в навыки и ориентировочную основу для предстоящей профессиональной деятельности. Как утверждает автор этого подхода Вербицкий, предмет деятельности в контекстном образовании трансформируется от абстрактной учебной информации, получаемой в процессе учебной деятельности, к моделированию реальных ситуаций, а затем к реальным производственным ситуациям и ситуациям научного исследования при подготовке выпускной квалификационной или научно-исследовательской работы [10; 1]. По сути, контекстное обучение представляет собой вектор развития обучаемого, который способен меняться в зависимости от исходных параметров, текущих обстоятельств и сторонних факторов, что способствует формированию грамотного специалиста, готового к адаптивности и к будущей прикладной деятельности. Внешние факторы, влияющие на вектор обучения, тесно связаны с междисциплинарным подходом, который предполагает взаимодействие двух или более научных дисциплин, каждая из которых имеет свой предмет, свою терминологию и методы исследования. Такое взаимодействие реализуется в форме работы над конкретными исследовательскими проектами [1; 2].

Контекстное обучение является одной из наиболее эффективных форм подготовки специалистов высшей школы, при этом процесс насыщения теоретического обучения практическим и реализация междисциплинарного подхода должны быть последовательными и постепенными. Этот подход может быть реализован в рамках работы кафедральной секции научной работы обучающихся ведомственных ВУЗов. В рамках реализации данного подхода обучающимся предлагается решить задачу, которая имеет практическое содержание и непосредственно связана с их будущей профессиональной деятельностью. Предполагается, что либо в ходе изучения дисциплин кафедры, либо в рамках факультативов, научной работы или самостоятельной работы курсанты изучат соответствующий теоретический аппарат, а затем он будет адаптирован под решение сформулированной практической задачи. Такой подход способствует заинтересованности обучающегося к активной работе на занятиях, выполнению домашней работы и заданий на самостоятельную подготовку, стимулирует интерес к самостоятельному изучению литературы и других источников по тематике прикладной задачи. Специфика обучения в ведомственных ВУЗах часто ведет к снижению интереса к самостоятельной работе, часто курсанты стремятся к выполнению минимальных требований для успешной сдачи промежуточного контроля по изучаемой дисциплине. Особенно часто такое отношение видно на гуманитарных дисциплинах и дисциплинах естественнонаучного цикла, таких как математика и информатика. Это связано с тем, что они не видят связь этих дисциплин с профессиональной деятельностью и, как следствие, необходимости их глубокого изучения. Предлагаемое внедрение контекстного обучения способствует решению этой проблемы и закладывает уже на младших курсах связь непрофильных дисциплин с будущей профессиональной деятельностью.

Отметим важность контекстного обучения именно в ведомственных ВУЗах. Часто после окончания обучение бывшему курсанту, а теперь офицеру не хватает опыта и навыков действий в конкретной ситуации, у него не выработана целостная модель действий на основе имеющихся навыков [4; 5]. В случае режима чрезвычайной ситуации (ЧС) получение таких навыков методом проб и ошибок может вести к нежелательным последствиям. Именно поэтому реализация контекстного обучения способствует личностному вовлечению обучающегося в познавательный процесс и даже в рамках обучения непрофильных дисциплин формированию профессиональных компетенций и необходимых навыков.

В рамках нашей работы мы рассматриваем реализацию идеи контекстного обучения при изучении математических дисциплин. Для углубленного изучения математических дисциплин в рамках научной работы курсантов были внедрены принципы контекстного обучения. Форма реализации – выполнение проекта, связанного с профессиональной деятельностью. Такая форма работы позволила реализовать имитационную обучающую модель, которая воспроизводит ситуацию будущей профессиональной деятельности, требующую анализа и решения на основе теоретической информации. Так как работа организована в рамках научного общества, обучаемые учатся взаимодействовать с различными участниками образовательного процесса. По итогам работы курсанты получают возможность выступить с результатами работы на конференциях и участвовать в различных конкурсах. На основании критериев успешности, предложенных в работе Катышевской Т.А. [6], можно сделать вывод об успешности реализуемой методики.

Расскажем об этом более подробно. В рамках реализации метода была предпринята попытка учесть:

• внутренний аспект контекстного обучения – индивидуальные психологические особенности курсантов, отношение к будущей профессии, эмоциональную составляющую и мотивы, готовность к принятию новых знаний;
• внешний контекст обучения – особенность процесса обучения и выполнение служебных обязанностей, законодательный нормы, взаимодействие с окружающей средой. Также такой формат работы позволяет реализовать принцип единства воспитания и обучения.

Так как принцип проблемности является одним из основных в контекстном обучении, то была выбрана задача, которая позволит сначала поставить теоретические проблемы обучения – найти необходимый математический аппарат, а затем практические проблемы ­– перенести этот аппарат для решения конкретной задачи, профессиональные – задача должна быть интересна и актуальна с профессиональной точки зрения.

В качестве одной из таких задач для исследования было предложено рассмотреть декомпозицию задачи по автоматизации создания оптимальной структуры линий связи, обеспечивающей передачу данных между базовыми станциями и коммутатором при развертывании транкинговой сети связи в сжатые сроки. Ее решение разбито на этапы, анализ которых демонстрирует необходимость применения междисциплинарного подхода [1; 2], а также возможность использования контекстного обучения с поддержкой. Умение использовать различные вспомогательные средства при решении задач является важным навыком, который необходимо развивать в процессе обучения.

Курсанту была предложена следующая задача: в условиях оперативного планирования необходимо развернуть на некоторой ограниченной территории транкинговую сеть связи. Так как задача, возможно, будет решаться в условиях чрезвычайной ситуации (ЧС), то предполагается задействовать для ее развертывания передвижные базовые станции (БС). Задача является актуальной для самых разных ЧС, когда необходимо поддерживать связь между подразделениями: пожары, наводнения, социальные конфликты и др. Задача должна решаться с выполнением следующих требований: оптимальность структуры с экономической и технической точек зрения; непрерывное взаимодействие между элементами сети, которая обеспечит своевременный и оперативный обмен информацией между станциями и центральным узлом управления (коммутатором). Заметим, что в рамках ЧС второе условие является более приоритетным, так как от оперативности взаимодействия частей и подразделений зависит скорость выполнения задач. В качестве канала передачи данных между станциями предлагается использовать радиорелейную линию, работающую в условиях прямой видимости. Так как задача является учебной, то предполагается, что исходное число станций и их ориентировочные координаты уже заданы и гарантируют требуемое качество связи.

Цель работы курсанта – повышение оперативности проектирования структуры взаимодействия между элементами сети за счет автоматизации. С целью экономии времени при решении задачи и выработки универсального алгоритма, способного работать с различными входными параметрами, курсантам было предложено реализовать решение задачи с помощью разработки и использования компьютерной программы.

Для достижения цели предполагается решение следующих задач. Во-первых, разработка и описание математической модели процесса. Во-вторых, изучение и обобщение методов решения задачи. При выполнении этих задач реализуется принцип активности: курсант должен найти информацию, обработать ее, продумать решение. В-третьих, алгоритмизация и программная реализация решения задачи автоматизации. В-четвертых, анализ технических возможностей для учета рельефа местности и путей совершенствования созданного программного обеспечения. Тут можно использовать контекстное обучение с поддержкой.

Описанная выше последовательность выполнения задач позволяет реализовать один из центральных принципов контекстного обучения – принцип последовательного моделирования. Мы видим, что весь процесс состоит из последовательных этапов: сначала происходит теоретическое изучение материала, затем его практическое моделирование (имитационное моделирование) и, наконец, реальное решение профессионально-ориентированной задачи с применением систем программирования.

Мы видим, что достижение поставленной цели возможно благодаря применению междисциплинарного подхода, синтеза знаний по математике, информатике и радиосвязи. Реализуется личностное включение курсанта, его заинтересованность в решении прикладной задачи, практическая направленность и важность которой у него не вызывает сомнений. Мы видим динамическое движение обучаемого от академического обучения к профессиональной деятельности.

Учебная деятельность академического типа затрагивает освоение необходимого математического аппарата. Так как базовые станции и линии связи, соединяющие их, имеют сетевую структуру, то для описания данной модели было предложено использовать раздел математики «Теория графов». Базовые станции будем моделировать как вершины графа, условные линии связи – радиорелейные линии – его ребра с некоторыми весами. Таким образом мы имеем взвешенный граф. Вес ребра – это расстояние между базовыми станциями. Так как связь двусторонняя, то граф неориентированный.  Вершины графа связаны ребром, если прокладка радиорелейной линии между базовыми станциями возможна. Отметим, что граф не является полносвязным, так как связывать все базовые станции необходимости нет, а также на практике между ними существуют преграды (например, высотные здания), поэтому связать их ребром не всегда есть возможность.

Анализ модели позволил сделать вывод о необходимости решения оптимизационной задачи на графе: построения минимального остовного дерева графа с ограничениями на радиус и степень. Для решения этой задачи были изучены и обобщены различные алгоритмы, позволяющие получить допустимое дерево [11; 12].

Далее начинается этап, связанный с реализацией профессионально-ориентрованной деятельности. На основе описанных выше подходов группой курсантов была разработана компьютерная программа «RadioGraph», которая позволяет решить поставленную задачу.  Одно из преимуществ этой программы – визуализация данных: она позволяет в наглядной форме получить предварительный проект структуры радиорелейных линий связи между базовыми станциями и коммутатором [13].

Пользователь вводит следующие данные: координаты расположения базовых станций, координаты расположения и тип коммутатора (пункта управления связью), возможность прокладки радиорелейной линии между различными элементами сети (БС).  На основании введенных данных программа автоматически строит структуру взаимодействия элементов сети и выводит ее в виде графа.

В настоящее время аппаратная и программная независимость программы, а также минимизация задействуемых ресурсов памяти является важным аспектом ее успешного внедрения. Поэтому для написания программы был выбран язык JavaScript, а сама программа представляет web-приложение, которое не требует большой производительности от устройства, на котором она запускается. При запуске приложения загружается интерактивная карта Google Maps. Можно использовать как обычную, так и спутниковую карту, а также выбирать местоположение.

 На рис.1 приведен вариант структуры при построении сети с использованием мобильного коммутатора. При реализации алгоритма программы учитывались ограничения на радиус и степень остовного дерева равные четыре и три соответственно. Проект предоставляется в наглядной, удобной для восприятия форме. Для визуализации применяется цветовая маркировка базовых станций: красным обозначены БС, связанные непосредственно с коммутатором; желтым – отделенные от коммутатора двумя пролетами; зеленым – отделенные от коммутатора тремя пролетами; оранжевым – отделенные от коммутатора четырьмя пролетами.

На рис. 2 приведен вариант структуры при построении сети с использованием стационарного коммутатора. Ограничения на степень и радиус остовного дерева используются те же.

Таким образом, мы создали математическую модель на основе теории графов, которая позволяет решить поставленную задачу и достигнуть необходимую цель: организовать процесс взаимодействия между элементами сети связи. На базе этой модели разработана компьютерная программа, использование которой обеспечивает частичную автоматизацию процесса проектирования сети [7].

Рассмотрим другой пример применения методов контекстного обучения. Эта работа является существенной частью выпускной квалификационной работы курсанта и непосредственно связана с его специальностью. Цель работы – разработка мобильного робота, способного обходить участки местности с определенными параметрами, регистрируемыми датчиками. Для достижения цели решались следующие задачи. Во-первых, изучение, обобщение и обзор существующих подходов и опыта по созданию и эксплуатации подобных роботов; во-вторых, разработка, конструирование и отладка мобильного робота, способного фиксировать изменение определенных параметров окружающей среды и в соответствии с ними корректировать направление движения; в-третьих, написание и тестирование скетча (программы) для платы Arduino Mega мобильного робота, способного проходить местность с учетом зон повышенной опасности.

Речь идёт о создании робототехнического комплекса для детального обследования местности после некоторой ЧС. Например, там имеются признаки химического или радиационного поражения, в связи с чем использование людей для обследования нежелательно. Такие задачи в настоящее время актуальны. От разработчика требуется спроектировать, собрать и настроить мобильного робота, который сможет передвигаться по незнакомой местности, учитывая ее ландшафт и реагируя на условные «очаги заражения». При тестировании данного робота в качестве таких очагов заражения будем использовать обычные лампы накаливания, а их свет улавливают датчики освещённости, встроенные в робота: чем ярче свет, тем выше условный уровень опасности. В конструкции и программном обеспечении заложен алгоритм движения, подстраивающийся под быстро меняющиеся внешние условия. Главная сложность в том, что корректировать маршрут приходится значительно чаще, чем при обычном прохождении лабиринта. Это связано с самой природой распространения поражающих факторов, которые не имеют чётких статичных границ.

В данной задаче от обучающихся требуется знание сразу нескольких дисциплин, которые обычно изучают на младших курсах, они не являются профильными.  Знание начертательной геометрии и инженерной графики необходимо для проектирования робота и создания его чертежей и модели, знание аналитической геометрии – для умения описывать ландшафт, работать с координатами и определять местоположение в пространстве, алгебра (матрицы) для задания и описания модели движения, основы программирования – для написания соответствующей программы. Таким образом, курсанты сначала изучают необходимые дисциплины естественнонаучного цикла, а затем полученные знания адаптируются под поставленную прикладную задачу. Так как математические модели движения и соответствующие программные скрипты не являются чем-то новым, то тут возможна реализация метода контекстного обучения с поддержкой.

В рамках научной работы задача была решена. Сама платформа робота спроектирована с учётом поставленных задач: её форма не только позволяет в будущем разместить дополнительное оборудование, но и уменьшает заметность устройства, а также улучшает манёвренность на случай использования в условиях городской застройки.

Результаты проектирования робота в среде 3-D моделирования представлены ниже на рис. 3 и рис. 4.

 Рассмотренные примеры демонстрируют применение контекстного и междисциплинарного подходов при организации работы курсантов в рамках работы научного общества. Привлечение обучаемых к решению подобных задач позволяют им глубже понять взаимосвязь между естественно-научными и специальными дисциплинами, научиться применять эти межпредметные связи для решения реальных прикладных задач. В ходе постановки и решения задач курсантам необходимо демонстрировать междисциплинарность задач, решаемых в рамках научной деятельности. 

Мы видим, что часто для решения поставленной задачи, связанной с будущей профессиональной деятельностью, требуется не просто изучить какую-то одну конкретную дисциплину, а необходимо знать и понимать целый ряд дисциплин, уметь выделять из них нужные разделы, грамотно организовывать их взаимодействие и адаптировать под решение необходимой практической задачи. Реализовывать методы контекстного обучения необходимо уже на младших курсах. При реализации методов контекстного обучения возможно использование имитационных методов обучения, когда моделируются условия окружающей среды. Именно этот подход использовался нами. При этом мы использовали ситуационный анализ, решение конкретных ситуаций. Эти методы позволили сымитировать условия окружающей среды и реализовать коллективную деятельность, так как курсанты работали в группах. Кроме используемых методов также можно применять игровые технологии, синектику и другие. В имитационной обучающей модели предполагается выход обучающихся за рамки теоретического изучения материала и соотнесение изучаемого материала с будущей профессиональной деятельностью, осмысление полученных знаний и выработка некоторого набора действий, на основании которых будет получен некоторый практический полезный результат. Все это способствовало развитию самостоятельность курсантов, были учтены рекомендации, предложенные в [8].

Кроме имитационных методов возможно применение и неимитационных – основанных на взаимодействии преподаватель-обучаемый. Такие методы являются неотъемлемой часть процесса обучения в ведомственных ВУЗах в связи со спецификой образовательного процесса и в нашем случае являются неотъемлемой часть процесса обучения и реализации контекстного обучения.         Это позволяет заметно повысить интерес курсантов к изучению дисциплин естественного цикла и их общую вовлечённость в образовательный процесс. Этот опыт можно обобщить и использовать при применении контекстного и междисциплинарного подходов как метода повышения интереса и мотивации к научной работе курсантов в процессе обучения. При реализации данного метода можно использовать различные интерактивные методы, примеры которых рассмотрены в [9].

Использование методов контекстного обучения предъявляет определенные требования и к преподавателю: помимо академических знаний он должен выступать перед обучаемыми как специалист, владеющий современными методами консультирования по решению поставленных задач и изучаемых проблем. Он должен уметь грамотно организовать, спланировать и направить познавательную деятельность обучаемых, способствовать развитию ключевых профессиональных компетенций.

Таким образом мы видим, что применение современных методик меняет не только процесс получения знаний для курсанта, требуется изменение всей системы в целом: обучающийся, преподаватель и методы их взаимодействия. Только продуктивно функционирующая система обучения будет способствовать формированию личности и компетенций квалифицированного специалиста, способного качественно работать в быстро меняющихся условиях современной реальности.

1. Чудинова К.В., Субботин Н.В. Применение контекстного и междисциплинарного подходов как метод повышения мотивации при обучении на младших курсах // Некоторые вопросы анализа, алгебры, геометрии и математического образования: материалы VII-ой международной молодежной научной школы «Актуальные направления математического анализа и смежные вопросы», посвященной 90-летию профессора А.И. Перова. – Воронеж: Воронежский государственный педагогический университет, 2023. – Выпуск 13. – С 189-190.
2. Лысак И.В. Междисциплинарность: преимущества и проблемы применения// Современные проблемы науки и образования. 2016. №5. С. 34-42.
3. Ребко О. В. Практики реализации междисциплинарного подхода в условиях цифровой трансформации образования в высшей школе. / О.В. Ребко, Т.Н. Петрова // Педагогика. Вопросы теории и практики. – 2025. – Т.10 №10. – С. 1673-1681.
4. Камерилова Г.С. Проектно-модульное обучение как средство развития профессиональной педагогической креативности в ВУЗе / Г.С. Камерилова, Е.Л. Агеева, Б.В. Егорова // Проблемы современного педагогического образования. – 2022. – № 74-4. – С. 101-103.
5. Ярыгина Н.А. Формирование принципов модульного обучения в военном ВУЗе. / Н.А. Ярыгина // Современное педагогическое образование. – 2022. – №5. – С. 157-161.
6. Катышевская Т.А. Сущность проектной деятельности // Скиф. Вопросы студенческой науки, №. 2 (42), 2020, С. – 265-269.
7. Верещагин В.С., Чудинова К.В. Автоматизация проектирования оптимальной структуры радиорелейных линий транкинговой сети связи. // «Фундаментальные и прикладные научные исследования: инновационный потенциал развития». Сборник статей по материалам международной научно-практической конференции (Уфа, 18 октября 2019 года). В 2 ч. Ч.1. Уфа: Изд. НИЦ Вестник науки, 2019. С. 126-133.
8. Павлова О.А., Яшков А.В. Характеристика процесса формирования самостоятельности курсантов военных ВУЗов в ходе проектно-модульного обучения // Мир науки, культуры, образования, №. 1 (86), 2021, С. – 66-68.
9. Бирюкова Н.В. Интерактивные методы контекстного обучения как способ активизации познавательной деятельности студентов в процессе изучения непрофильных дисциплин в ВУЗе: опыт реализации. // Педагогика. Вопросы теории и практики, Т. 7, №. 11, 2022. С. – 1106-1113.

Список источников

10. Бакшаева Н. А. Психология мотивации студентов: учебник для вузов / Н. А. Бакшаева, А. А. Вербицкий.– 2-е изд., стер. – Москва : Издательство Юрайт, 2026. – 170 с.
11. Задачи маршрутизации: учебное пособие / А.И. Ерзин, Ю.А. Кочетов. Новосибирский государственный университет. Новосибирск: РИЦ НГУ, 2014. 95 с.
12. Задачи оптимизации иерархических структур / В. Т. Дементьев, А.И. Ерзин, М.Р. Ларин, Ю.В. Шамардин. Новосибирск: Издательство Новосибирского университета, 1996, 164 с.
13. Основы радиосвязи: учебник для вузов/ В.А. Романюк. М: издательство Юрайт, 2023. 288с.