|
Кеспиков Вадей Николаевич - кандидат педагогических наук, доцент, докторант кафедры педагогики УралГАФК
Менщиков Владимир Михайлович - кандидат педагогических наук, докторант кафедры педагогики УралГАФК
Ерахтина Татьяна Александровна - кандидат педагогических наук, доцент, докторант кафедры педагогики КГУ
|
Метод научного моделирования как основа анализа структуры содержания учебного материала
Моделирование как метод научных исследований завоевало прочное место во многих точных науках (математике, химии, физике). В последнее время его довольно широко стали применять в дидактических и методических исследованиях. В первую очередь это относится к обучению учащихся решению физических задач (Н.В. Горкин, А. Фитингоф, К.В. Любимов, Г.А. Гольдштейн), к разработке рационального планирования учебного материала, к определению форм и методов использования межпредметной связи, проверке знаний, умений и навыков учащихся (А.А. Ченцов), к формированию педагогических понятий (Л.Н. Кузнецова, А.Я. Найн). Многоаспектное проникновение моделирования в область педагогических исследований объясняется, на наш взгляд, тем, что с его помощью исследователь получает возможность решать многие педагогические проблемы, связанные с эффективностью обучения, с позиций не только качественных, но и количественных характеристик процесса обучения. Этот вопрос в специальной литературе уже обсуждался [1, 3, 7, 9, 10]. Важнейшим условием оптимального управления процессом обучения является правильное программирование его результатов. А поскольку результаты обучения в равной мере зависят и от объективных, и от субъективных факторов, необходимо, в первую очередь, выявить и определить степень влияния каждого фактора на процесс обучения. С этой целью нами на кафедре педагогики Уральской государственной академии физической культуры осуществляется теоретико-экспериментальное исследование, которое позволит выявить влияние основного фактора - содержания учебного материала - на рациональный выбор форм и методов теоретического обучения, а также решить следующие вопросы: а) отбор содержания учебного материала при составлении программ обучения; б) определение уровня сформированности знаний, умений и навыков обучающихся перед каждым уроком (темой); в) выявление межпредметных и внутрипредметных связей; г) оптимальный выбор методов, приемов и средств для дидактического оснащения каждой части урока (сообщение обучающимся нового учебного материала, закрепление и его систематизация; проверка знаний, умений и навыков). В данной статье рассматриваются только основные направления поискового этапа исследования, включающие разработку модели структуры содержания учебного материала.
|
Содержание учебного материала характеризуется прежде всего определенной системой объективно существующих связей между понятиями. Очень часто эти связи скрыты, и для того чтобы "обнажить" их, нужны специальные методы исследования, одним из которых может быть метод научного моделирования [2; 13-14].
Суть данного метода состоит в том, что в результате предварительного изучения выбранного объекта, накопления необходимых сведений о нем можно выделить существенные его признаки, особенности, основные компоненты структуры и установить существенные связи и взаимозависимости между этими компонентами. В конечном итоге предмет исследования предстанет как завершенное целое, имеющее свою структуру, между составными частями которой существуют определенные закономерные отношения и связи. В целом эта структура отразит не только особенности строения, но и функциональную специфику и роль исследуемого предмета (объекта) в ряду других, находящихся с ним в определенной взаимосвязи.
Для педагогических исследований, как верно отмечает С.А. Скулябина, в качестве объекта моделирования может быть использовано любое явление в учебном процессе, выделяемое из множества других для всестороннего изучения. Такие объекты называют дидактическими [2; 15].
Объектом нашего исследования является структура содержания учебного материала, рассматриваемая как фактор, влияющий на рациональность выбора организационных форм и методов обучения старшеклассников, учащихся профтехучилищ и студентов вузов. Выделяя структуру содержания учебного материала из общего ряда других факторов, мы считаем возможным рассматривать ее как дидактический объект.
Одно и то же содержание учебного материала может быть выражено в различных структурах, отличающихся друг от друга разной степенью доступности. Следовательно, анализируя соответствие различных структур конкретного содержания учебного материала уровню сформированности знаний у обучающихся, можно определить наиболее эффективные условия организации учебного процесса [4; 146].
Выявляя логические компоненты в структуре учебного материала и устанавливая связи между ними, можно определить тот минимум объема информации, который необходимо сообщить обучающимся для формирования у них системы знаний по конкретному учебному предмету. Однако прежде чем моделировать структуру содержания учебного материала, как пишет А.Я. Найн, необходимо установить, что она может быть объектом моделирования [5-6].
С позиций философии материальный объект характеризуется некоторым числом элементов, совокупность которых образует его содержание. А форма объекта выступает как способ связи между элементами и определяет собой организацию (структуру) содержания. Делимость объекта на элементы существует в самой природе. Упорядоченность этих элементов обусловлена причинно-следственными связями и характеризует объект в целом. Из этого следует, что всякой системе материального мира (объекту) присущи следующие признаки [8; 14]:
а) число элементов, на которые делится система (определяет ее содержание);
б) способ связи элементов (определяет структуру содержания системы);
в) степень организации элементов в системе (характеризует уровень развития этой системы в ряду других).
Проведенный нами анализ структуры содержания учебного материала показывает, что ей присущи следующие признаки:
а) делимость на структурные элементы;
б) наличие причинно-следственных связей между структурными элементами;
в) вариантность связей между структурными элементами.
Наличие этих признаков позволяет утверждать, как считает А.Я. Найн, что структура содержания учебного материала может служить объектом для дидактического моделирования [5; 61-64].
Из теории моделирования следует, что построение теоретической модели объекта и последующее теоретическое ее изучение - процесс многоступенчатый [9; 36]. Первым его этапом является накопление первичных сведений о предмете (объекте) исследования. Затем следует обработка этих сведений и построение на их основе первичной модели. Одновременно разрабатываются способы применения модели в качестве средства для более глубокого изучения предмета исследования. Созданная модель подвергается анализу. Полученные новые сведения используются для дальнейшего совершенствования модели и способов ее применения [2; 13].
Таких "подходов" может быть несколько, пока модель не приобретает более или менее завершенный вид и по полноте содержащейся в ней информации не станет пригодной для систематического изучения предмета исследования:
|
Mi |
Ci+1 |
Mi+1 |
В ряде случаев целесообразно представить модель в виде последовательности отдельных моделей:
Переход от модели Mi к модели Mi+1 совершается через следующее звено Сi+1, в котором обосновывается создание новой модели и указывается ее цель [2; 146].
В нашем исследовании Mi - модель учебного материала в объеме темы, раздела; Mi+1 - модель учебного материала, выделяемого для изучения на одном уроке.
Переход от модели структуры содержания учебного материала темы к моделям структур содержания каждого урока необходим для определения путей дидактической оснащенности каждой части урока.
На основании анализа модели содержания учебного материала темы мы предполагаем:
а) выявить пути построения рациональной системы уроков по конкретной теме;
б) определить объем и содержание подлежащих проверке знаний, умений и навыков обучающихся по конкретной теме;
в) дать характеристику уровней сформированности знаний, умений и навыков обучающихся;
г) определить оптимальные условия, необходимые для перспективно-тематического планирования конкретной темы.
В свою очередь, анализ графической модели структуры содержания учебного материала каждого урока (темы) позволит осуществить наиболее рациональный подход к выбору системы методов, приемов и средств, необходимых для решения конкретной дидактической задачи.
Построение первичной модели структуры содержания учебного материала (темы, раздела) можно представить в виде двух этапов, включающих следующий порядок действий:
Первый этап:
а) выделение объекта исследования;
б) расчленение его на элементы;
в) установление причинно-следственной связи между выделенными элементами;
г) изображение установленной связи в виде символов.
Второй этап:
а) выбор качественных характеристик исходной модели в зависимости от связей между ее частями;
б) представление качественных характеристик исходной модели с помощью математических выражений;
в) анализ исходной модели с помощью качественных характеристик и получение результатов анализа;
г) экспериментальная и логическая проверка результатов анализа модели, подтверждающая или опровергающая исходную гипотезу;
д) построение математической модели на основе результатов качественного анализа модели.
Весь процесс построения модели структуры содержания учебного материала (темы) можно представить в виде схемы.
Построение первичной модели структуры содержания
учебного материала (темы, раздела)
Моделирование структуры содержания учебного материала не может быть сведено к формальной процедуре, оно связано с логико-дидактическим анализом, в ходе которого на первом этапе осуществляется:
а) разложение содержания учебного материала на компоненты (элементы) в соответствии с логикой учебного курса и учебного процесса;
б) установление причинно-следственных связей между компонентами;
в) графическое изображение структуры содержания учебного материала.
Для практического выполнения перечисленных операций необходимо произвести качественный анализ содержания учебного материала, а именно:
а) выделить основные элементы научных знаний, формулируемых при изучении данной темы (научные факты; понятия о свойствах тел и величинах, их характеристиках; законы; теории);
б) выделить основные, опорные и вспомогательные понятия по этой теме;
в) установить значимость выделенных понятий в системе знаний и профессиональной подготовке обучающихся.
На втором этапе моделирования необходимо выбрать качественные характеристики модели, представить их в виде математических выражений и только после этого приступить к анализу сконструированной модели.
Для дальнейшего решения поставленной задачи, как показало наше исследование, необходимо выделить следующие параметры анализа графической модели:
а) значимость элементов структуры (определяется числом связей, пересекающихся в точке графа и символизирующих данный элемент);
б) относительная доступность учебного
материала (характеризуется средней степенью графа или числом циклов: если m
- число связей, а n - число элементов учебного материала, то степень графа Р
можно определить, исходя из соотношения 
,
а число замкнутых контуров - циклов - из соотношения 
);
в) семантическая характеристика (показывает количество элементов в данной структуре модели; измеряется в семантических единицах);
г) энтропийная характеристика (определяет степень упорядоченности элементов в исследуемой структуре; измеряется в битах);
д) абстрагирующая характеристика (показывает степень организации структуры по логическому соподчинению ее элементов; измеряется отношением числа битов к числу семантических единиц).
Библиографический список