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

  1. Брухин С.Н. Моделирование и его использование в теории педагогики. Тула: ТГПУ, 1996. 42 с.
  2. Дидактические условия эффективного сочетания организационных форм и методов теоретического обучения обучающихся: Cб. научн. трудов. Л.: ВНИИ ПТО, 1977. 52 с.
  3. Журбин Н.Г. К вопросу о типологии педагогических моделей // Теория и методика формирования научных понятий. Челябинск: УралГАФК, 1998. С. 24-29.
  4. Куль И.Г. Модели в учебном процессе. Материалы Всесоюзной конференции. Тарту: ТГУ, 1969. 276 с.
  5. Найн А.Я. Развитие педагогических законов / Понятийный аппарат педагогики и образования. Вып. 2. Екатеринбург: УрГППУ, 1996. С. 59-68.
  6. Найн А.Я. Общенаучные понятия в педагогике // Педагогика. 1992. ╧ 7-8. С. 15-19.
  7. Стульпинас Т.Ю. Опыт научного моделирования учебного материала. М.: НИИ общей педагогики АПН СССР, 1979. 24 с.
  8. Тюркин В.Т. Философские проблемы моделирования в современной педагогической науке // Обучая, воспитывать. Орел: ОГПИ, 1998. С. 14-19.
  9. Ульмахин Т.Н. Научное моделирование как специфический вид познания. Каунас: КГУ, 1995. 74 с.
  10. Чубрыкин С.П. О гносеологической специфике педагогической модели // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: Тез. докл. международ. науч.-практич. конф. Пенза: ПГПУ, 1997. С. 21-24.