автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Информационно-семантическое структурирование учебного материала

Автореферат диссертации по теме "Информационно-семантическое структурирование учебного материала"

РГБ ОД

1 6 я''я ^государственный комитет высшего образования

российской федерации удмуртский государственный университет

На права;', рукописи УДК 571.001.591

МИРОШНИЧЕНКО АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

ИНФОРМАЦИОННО- СЕМАНТИЧЕСКОЕ СТРУКТУРИРОВАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

(на примере школьного курса физики)

13.00.01 - Теория и истйрия педагогики АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Ижевск 1991!

Работа выполнена на кафедре педагогики и педагогической психологии Удмуртского государственного университета.

Научный руководитель: доктор педагогических наук,

профессор В.С.Черепанов.

Официальные оппоненты: чл.-кор. Международной славянской

академии, доктор педагогических наук, профессор Е.П.Ееловерцев; кандидат физико-математических наук, доцент И.М.Муратов.

Ведущее учреждение: Московский Ордена Ленина и Ордена Трудового Красного Знамени педагогический государственный университет им. В.И. Ленина.

Защита состоится " <р<г£^гдиЯ 1'ЗйГг. в. /6 ч на заседании диссертационного совета К.064.47.06 по присуждению ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.01 - теория и история педагогики при Удмуртском государственном университете (426034, г. Ижевск, Красногеройская, ?1, корпус зуд

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "¿_" С.сс< ЛгЛгтгг.

Ученый секретарь /)

диссертационного совета /' Е.В.Осмина

ВВЕДЕНИЕ

Перевод нашего государства к рыночным отношениям и интеграция е единое образовательное пространство требует рефор- ' дарования отечественной системы образования, и в первую сче-. редъ - пересмотра его содержания. Являясь одним ив факторов экономического и социального прогресса общества, содержание; •;<6рзэоЕзния должно обеспечивать ему, "адекватный мировому •/ревень общей и профессиональной культуры"1. Как показывает; опыт развитых стран, в условиях- многоукладной экономики реше-! ние данной задач» определяется как наличием государственных образовательных стандартов, так и существованием различных типов образовательных учреждении.

Изменения, происходящие в отечественной системе образо-гзния, наиболее затронули ее общеобразовательный уровень. До недавнего времени в нашей стране существовало ограниченное I число типов образовательных учреждений (средняя общеобрагова- • тельная школа, ПТУ, ССУЗ), обеспечивающих уровень общего среднего образования. Их функционирование регламентировалось централизованно разработанной учебно-нормативной документаци- • ей (учебные планы, программы, учебники, пособия и т.д.). Рзс-лшрение прав образовательных учреждений в вопросах определе- ■ ния целей и содержания образования стимулировало тенденцию к отказу от единых нормативов и переориентацию в профильные образовательные учреждения (различного типа гимназии, лицеи, колледжи, авторские школы, уиебные корпуса, училища и т.д.). При этом характерным для профильных образовательных учреждений (ПОУ) стал субъективный, зачастую ненаучный подход к определению .инвариантной и вариативной частей содержания обучения. Это привело, в зависимости от специфики ПОУ, к преобладанию "гуманитаризации", "математизации", "компьютеризации" в учебном процессе. Такой дисбаланс несомненно наносит ущерб другим изучаемым дисциплинам, а в итоге - уровни общей культуры учащегося. В настоящее время любое образовательное учреждение в России может рассматриваться как профильное за счет национально-региональной и школьной компонент государственного образовательного стандарта..Таким образом, в разряд первоочередных выдвинулась проблема определения инвариантной части содержания обучения на уровне регионов и корректировки

1 Закон РФ "об образовании". - 1992, ог.14., п.2.

его вариативной части в зависимости от специфики ПОУ.

Анализ исследований, осуществляемых в рамках данной / проблемы, ' покззал существование двух1подходов к ее решению. Традиционным -является педагогический подход, позволяющий теоретически обосновать дидактические модели учебного предмета и учебного материала (В.П.Ееспалько, Е.В.Краевский, И.Я.Лернер, В.С.Леднев, М.Н.Скаткин и др.). Однако дидактические'критерии, пригодные для анализа содержания, не работают в процессе 'отбора и структурирования учебного материала. Е результате "в нашей педагогической практике отсутствуют программы и учебники, ' где дидактические критерии анализа 'содержания выступали бы основой их разработки в яеном виде"1.

Кибернетический подход нетрадиционен (А.М.Сохор, Л. Т. Тур-бович, Ю.А.трейдер), Он основывается на рассмотрении проблемы - содержания образования с позиций управления, получения, передачи и преобразования информации. При этом задача отбора и структурирования учебного материала представляется как задача построения учебного тезауруса, а процесс обучения - как расширение тезауруса личности учащегося посредством учебного тееау-! руса. Для оптимизации процесса обучения необходимо достижение семантического баланса между тезаурусами. Для достижения такс-то баланса следует при построении учебного тезауруса учитывать уровень семантического содержания тезауруса личности учащегося, который зависит от его' лсихолого-физиологических возможностей и образовательных потребностей. Для описания учебного тезауруса через его структуру возможно ориентироваться на семантическое содержание каждого элемента учебного материала. Принимая существующее в кибернетике утверждение, что каждой науке (роду деятельности) соответствует свои язык дескрипторов, . возможно рассматривать элемент учебного материала как языковой знак. Тогда, с точки зрения семантики, (Ю.Д.Апресян, З.Еенве-нист) каждый элемент учебного материала характеризуется тремя параметрами:. означающим, денотатом и означаемым. Объективно определенные значения этих параметров позволят построить структуру учебного тезауруса, который наиболее соответствует, с позиций семантики, тезаурусу личности учащегося.

Предлагаемый подход к технологии отбора и структурирова-

1 Монахов B.W. Тенденции развития содержания общего среднего образования// Советская педагогика. - 1990. - • N 2.

ния учебного материала потребует обработки значительных массивов слабоформализуемой и нечисловой 1 информации. Для обработки такой информации наиболее эффективны экспертные методы, которые успешно применяются при решении социологических, экономических и управленческих задач. Вопросам использования экспертных методов в педагогике посвящены труды Ю.К.Бабанского, Г.В.Воробьева, Е.А.Григорьевой, Дж.Гласса, Дж.Стенли и др. При этом следует отметить перспективность метода групповых экспертных оценок (ГЭО), использование которого в педагогических исследованиях проанализировано в работах В.С.Черепанова.

Все сказанное.выше позволяет заключить, что нз современном этапе развития образования возникла необходимость введе-' ния понятия "информационно-семантическая структура учебного материала" и разработки педагогической технологии ее построения, что и определило тему исследования.

Объектом исследования является содержание обучения в различных типах образовательных учреждений.

Предметом■исследования является педагогическая технология построения информационно-семантической структуры учебного материала (на примере школьного курса физики).

Цель исследования - разработать педагогическую технологию построения информационно-семантических структур учебного мзтериала для различных типов образовательных учреждений.

Гипотеза исследовании заключается в том, что педагогическую технологию отбора и структурирования учебного материала возможно рассматривать как процесс построения квалиметри-чески обоснованного учебного тезауруса, через описание его информационно-семантической структуры.

В соответствии с предметом, целью и гипотезой исследования потребовалось решить следующие задачи:

- обосновать информационно-семантическую структуру учебного материала как структуру, опиоывающую учебный тезаурус; <

- дополнить понятийный и математический аппарат педагогической квалиметрии; ( I

- разработать алгоритм построения информационно-семантической структуры учебного материала;

- построить информационно-семантическую структуру курса физики для средних общеобразовательных школ;

- разработать компьютерную программу, иллюстрирующую возможность автоматизации педагогической технологии построения

информационно-семантической структуры учебного материала.

Метододогическзя основе исследования определяется методологией исследований г дидактике СЕ. П. БеспалЬ но, В.С.Леднев, Л.А.Лернер, Е.Е.Краевскш, й.Мзрев, М.Н.Скаткин); кибернетике л квалиметрии (Б.Б. Аванесов., Г.Г.Азгальдов, В.Димова, П.Геор-гиева, А.М.Сохор, Е.С.Черепанов, Л.Т.Турбович).

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: , эмпирические методы - анкетирование, интервьюирование, педагогическая квалиметрия и экспертиза; теоретические методы - анализ научной литературы по проблеме исследования, классификация, аналогия, синтез, . системный анализ, компьютерное моделирование.

Основные положения, выносимые на защиту;

- Информационно-семантическая структура учебного материала является структурой, описывающей учебный тезаурус. -Учебный тезаурус представляет собой систему, состоящую из информационно-семантических и коммутационных элементов учебного материала.

- Информационно-семантическая структура учебного материала представляет собой системно-организованную совокупность элементов учебного материала (дескрипторов), каждый из которых характеризуется тремя семантическими параметрами - означающим, денотатом, означаемым.

- Педагогическая технология построения информационно-семантической структуры учебного материала основывается на ква-. лдаетрических методах. Их использование позволяет определить значения семантических- параметров дескрипторов, которые наиболее соответствуют уровню семантического содержания тезауруса личности учащегося.

- Предложенный способ построения информационно-семантической структуры может быть использован для структурирования алгоритмизируемых учебных предметов.

- Построенные учебные тезаурусы могут быть использованы как основа для разработки методики определения федеральной, национально-региональной и школьной компоненты государственного образовательного стандарта, а также другой учебно-нормативной документации.

- Построенная информационно-семантическая структура курса физики может быть использована образовательными учреждениями для определения содержания учебного материала, уровня его

сложения, уровня требований к учащимся и абитуриентам. ,

Новизна исследования заключается в теоретическом обосно- | 1ании концепции ин^рмационно-семантйческогр' структурирования i ■чебного., материала, в интегрировании основных положений дидак-' •ики с прикладной педагогической квалиметрйей, в технологичное! ■и разработанной методики структурирования учебного материала.j

Теоретическая значимость результатов исследования j

1.Проведено сравнительное теоретическое исследование ос-овных положений дидактики с позиций педагогической киберне-ики. 1

2.Разработана концептуальная дидактическая схема инфор- | ационно-семантической структуры учебного материала на основе : рименения методов педагогической квалиметрии.

3.Разработаны теоретические принципы формирования тезау- | /сов учебных предметов с использованием введенного понятия I информационно-семантическая структура учебного материала".

Практическое значение исследования определяется тем, что эедложенные теоретические положения позволили создзть педаго-'■ таескую технологию:

-* построения информационно-семантической структуры учеб- i зго материала; ' ;

- построения учебных тезаурусов для алгоритмизированных ¡ебных предметов, которые можно использовать для конструиро-иия тестовых заданий, рейтинг-контроля, при тематическом и j урочном планировании; )

- определения инвариантной и вариативной части содержа-я учебного предмета (на примере' школьного курса физики);

- создания прикладных программ, обеспечивэошлх автемати-ции педагогической' технологии построения информационно-се-итических структур учебного материала.

Достоверность результатов исследования обеспечивалась и, что на всех этапах получения и обработки педагогической ¡юрмации использовались научно-обоснованные методы, коррект- t применялся аппарат математической статистики.

Апробация исследования осуществлялась путем выступлений гора на научных конференциях, совещаниях, семинарах, а также reu публикаций.

- Основные положения' и результаты исследований обсуждались международных, республиканских, межвузовских конференциях seBCK, 1992,1993; Тула, 1992;' Челябинск, 1993; Елабу-

га,1993; Глазов, 1994;!Н-Новгород, 1994), заседаниях лабараи рии педагогической квалиметрии Глазовского пединститута и лаборатории педагогической-кибернетики УдГУ.

Внедрение результатов исследования осуществлялось на ра личных уровнях:

i - передачей разработанных методических рекомендаций m использованию педагогической технологии информационно-семантического структурирования в Удмуртский ИУУ, органы управле-

i I -

¡кия народным образованием и учебные заведения:

- путем внедрения в ряде средних учебных заведений Удмуртии информационно-семантической структуры курса физики; ; - участием в работе госбюджетных НИР по данной тематике I . - путем использования разработанных материалов при чте ! нии в Глазовском пединституте спецкурса "Основы математичес-: кой педагогики".

1 - Диссертация состоит из введения г. трех глав, заключения библиографии, трех приложений, включает ряд таблиц, графики образцы анкет и программу; для ЗБМ типа " IBM PC ".

! I

j ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Во введении обоснована актуальность проблемы, определен! ! объект, предмет, цели.) гипотеза, задачи и методы исследовани: ! сформулированы защищаемые положения.

i В первой главе "Проблема отбора и структурирования учеб ■ ного материала" представлен обзор отечественных и зарубежны работ по данной проблеме |и вопросам, имеюшим( отношение к тем! диссертации, проведен анализ современного состояния проблем: ' исследования й намечены цутп ее реализации.

На всех этапах существования человеческого общества воп ; рос "чему учить?" являлся основополагающим и во многом опред' лившим дальнейшие пути е|-о развития. С возникновением педагогики как науки проблема содержания образования стала одной п центральных. Неоднозначность подходов к ее решению нашла вы , ражение в многочисленных, и часто противоречивых теориях - ди дактического материализма, формализма, утилитаризма и т.д.

Анализ трудов современных- исследователей проблемы содер жания образования (Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько, Е.П. Белоэе; | цев, Б.С.Гершунский, ; В.В.Краевский, И.Я.Лернер, В.С.Леднев 'цИ.Марев, М.Н.Скаткин, у др.) целесообразно проводить по при

Ю

нятой в отечественной дидактике трехуровневой системе.

На первом общетеоретическом уровне сформулировано системное представление о содержании образования, определено его место в педагогической системе и иерархия подсистем. Ка этой основе рассмотрены состав (элементы), структура, образующие факторы, функции содержания образования и предложены дидактические принципы его построения. Проанализировано также множество связей, реализуемых в макросистеме "общество - содержание образования - личность", разработана основа для построения теорий непрерывного образования, многоурсвнего образова-• ния, государственного образовательного стандарта и др.

На втором уровне построена дидактическая модель учебного . предмета, рассмотрены его специфические функции, предложена типология по ведущим компонентам. В зависимости от этапа образования разработаны принципы набора учебных предметов и ре- | комендации по составлению учебных планов.

На третьем уровне определены элементы учебного материала и их взаимосвязь. Предложены требования к отбору учебного материала на основе его функционально-морфологического анализа. Введены понятия: единица учебного материала, инвариантная и варьируемая (вариативная) часть учебного материала. Разработа-' ны системы уровней использования учебного материала.

Следует отметить, что существующая теория содержания об- ■ разования не удовлетворяет в полной мере практических разра- j ботчиков учебных предметов и учебного материала. Причина заключается в том, что в существующих педагогических технологи- ! ях отбора и структурирования учебного материала дидактические \ принципы не используются в кзчестве руководящих. Для доказа- \ тельства данного положения целесообразно рассмотреть иерархию наиболее типичных систем учебного материала. !

1.Дидактические матрицы (В.П.Беспалько, A.B.Кливасов, , А.А.Сенкевич, A.A.Тыльдсеш и др.) представляют собой табли- ! цы, в которых единицы содержания учебного материала распола- j гаются в логической последовательности по определенному приз- | наку. Несомненным достоинством матриц является наглядность и j эффективность анализа логической структуры учебного материала.!

. 2.Модульные программы (В.М.Гареев, С.И.Куликов, Е.М.Дур- ' ко, А.И.Павленко, П.Юцевичене), подобно дидактической матри- ; це, состоят из обособленных элементов. Однако в модульной 1 программе перед каждым модулем ставится вполне определенна^ |

деятельностная дидактическая цель. Достижение этой цели обесточивается учебным материалом, входящим в модуль. Совокупность дидактических целей модулей определяет дидактическую ; цель модульной программы. Использование модульной программы в качестве структуры учебного материала позволяет активизировать учебный процесс, сделать его более мобильным и гибким. ! Однако модульные программы требуют доработки в плане опреде-' ления не только дидактической цели каждого модуля (элемента модуля), но и уровня достижения этой цели.

3.Учебная литература (учебники) является наиболее традиционной системой отбора и структурирования учебного материала (Д.Д.Зуев, И.Д.Зверев, И.Я.Лернер, И.П.Товпинец, В.П.Макса; ковский и др.). Требования, предъявляемые к данной структуре ; учебного материала, §олее широкие чем к рассмотренном вьшзе. ' Учебник должен выполнять не только обучающие функции (информационную, систематизации, закрепления, контроля и т.д.), но I также функции развития и воспитания. Возникновение и рост ; числа ПОУ поставил перед создателями учебников проблему ориен-;тирования учебников на дифференциацию и индивидуализацию учебного процесса. Решение ее видится в создании учебников двух !типов - основного и углубленного. В качестве составных компонентов таких типов учебников предполагается использовать дидактические матрицы и модульные программы (модули). Возникновение концепции учебных (методических, воспитательных) комплексов, ядром которых является учебник, предполагает решение ¡задачи распределения функций между учебником и другими элементами комплекса (в первую очередь (компыотером). ' Анализ перечисленных выше систем покавал, что логический принцип является основным при структурировании учебного материала. Таким образом, все они представляют собой "жесткие" системы. Ориентация на принципы дидактики требует рассматривать структуры учебного материала как "мягкие", т.е. оиотемы, |которые могут адаптироваться к условиям внешней среды, сохраняя при этом свои характерные особенности (Дж.Ван. Гиг, Ю.М. Плотинский). При построении "мягких" систем нельзя ориентироваться лишь на формализованные методы. ¡Значительную роль играют эвристические расоведения, интуиция, т.е. человеческий :'фактор. Примером такой системы является "теэауруо" (от греч. ,ЬЬезаигоз - аифсвищняца) - понятие, широко иоподьвуемое г информатике и кибернетике для .представления- информации. Вое по-

нятия естественного языка, служащие для описания окружающего мира, представляют собой всеобщи тезаурус мира ф.А.Шрейдер). На этой основе возможно представление иерархии тезаурусов по различным наукам, проблемам, задачам и т.д. Таким образом, проблема содержания образования рассматривается как проблема формирования тезауруса личности, а задача отбора и структурирования учебного материала - формирования учебного тезауруса.

Б педагогике понятие "тезаурус" появилось в информационно-семантической модели обучения (Л.Т.Турбович). Тезаурус предлагалось использовать для расчета количества семантической информации (А.М.Сохор), при построении модели специалиста, для получения научно-обоснованных и точных расчетов ряда параметров учебного процесса ''А.Б.Никитин, Л.Н.Романкова, Н.Н.Чурсин, П. Георгиева, М.Папай, В.С.Черепанов) и т.д. Введено понятие "тезаурус специальности" кзк совокупности учебных тезаурусов различных типов. Методикз построения тезаурусов специальности Еключает в себя три этапа (Е.Димова, Б.Ча-лыков, Д.Маламов): подбор литературных источников, выделение ключевых слов и Формирование списка дескрипторов. В работах Б.С.Черепанова предлагается использовать для построения учебных тезаурусов метод ГЭи.

Б заключении главы сделан вывод, что рассмотрение процесса отбора и структурирования учебного материала как процесса построения учебного тезауруса, является перспективным. Перспективность определяется ориентацией на человеческий фактор при построении "мягких систем", что позволяет использовать дидактические принципы в качестве руководящих. Однако для построения учебных тезаурусов необходимо исследовать ряд вопросов: конкретизировать определение учебного тезауруса, рассмотреть его структуры, разработать алгоритм описания учебного тезауруса через его структуры и другие.

5о второй главе "Теоретические основы информационно-семантического структурирования учебного материала" изложены основные теоретические положения информационно-семантического структурирования учебного материала, рассмотрена их взаимосвязь с общедидактическими принципами, приведен необходимый понятийный и математический аппарат, разработан алгоритм информационно-семантического структурирования.

Основные положения информационно-семантического структурирования учебного материала.

. 1. Каждый индивидуум обладает тезаурусом личности, который характеризуется определенным уровнем семантического содержания. Процесс обучения интерпретируется как расширение ■тезауруса личности учащегося за счет учебного тезауруса. Построение учебного тезауруса-может рассматриваться как процесс отбора и структурирования учебного материала. Оптимизация учебного процесса возможна при существовании семантического, баланса между учебным тезаурусом и тезаурусом личности.

2. Учебный тезаурус представляет собой систему, состоящую из информационно-семантических и коммутационных элементов учебного материала. Информационные-семантические элементы -дескрипторы определяют соответствующую•структуру учебного тезауруса. Логическая структура определяется коммутационными элементами, обеспечивающими логическую связь между дескрипторами. Как система учебный тезаурус может быть описан через перечисленные выше структуры.

3.Каждый информационно-семантический элемент учебного тезауруса характеризуется тремя параметрами: означающим, денотатом, означаемым. Означающий параметр представляет собой последовательность знаков" или графических символов, используемых для обозначения дескриптора. Денотат - объект действительности, гнзчение которого представлено дескриптором, и выражается лексической единицей (конструкцией)< Означаемый пара метр определяется как уровень отражения объекта действительности в сознании человека и может быть отождествлен с уровнем изложения (изучения) учебного материала. Местоположение каждого дескриптора в информационно-семантической структуре учеб' нога материала определяется значениями этих параметров.

4.Оптимальное значение параметров для дескрипторов учебного материала (соответствующих уровню семантического содержания тезауруса личности) возможно определить на основе экспертных методов. Экспертизу означающего параметра и денотата дескрипторов целесообразно проводить по вертикали "специалисты, определяемые ведущим компонентом учебного предмета (например, для "предметных научных знаний" - нзучные работники) ■ - методисты - учителя-предметники". Данная вертикаль позволит объективно выявить содержание учебного материала и методику его изложения. Для -экспертизы означаемого параметра следует использовать горизонталь "учителя - предметники". Существование такой горизонтали определяется тем, что значение означае-

мого параметра зависит от психолого-физиологических возможностей и образовательных потребностей учащихся и может быть определено только на уровне конкретного образовательного учреждения. В качестве системы уровней означаемого параметра возможно принять трехуровневую систему (В.С.Черепанов), четырехуровневую (В.П.Беспалько) и другие системы.

Представление процесса отбора и структурирования учебного материала как педагогической технологии построения учебного тезауруса обеспечивает выполнение общедидактических принципов. В диссертации подробно рассмотрена взаимосвязь теоретических положений информационно-семантического структурирования учебного материала с общедидактическими принципами, не которые из которых приведены ниже.

Принцип целенаправленности обучения обеспечивается тем, что при информационно-семантическом структурировании учебного материала он осуществляется с учетом конкретных целей обучения. Экспертиза дескрипторов по означающему параметру и денотату позволяет - реализовать принцип научности. Экспертиза дескрипторов по означаемому парзметру - принцип индивидуальности. Принципы оперативности и.наглядности знаний обеспечиваются тем, что информационно-семантическая структура является легко модернизируемой, а алгоритмизация ее построения позволяет использовать возможности ЭВМ.

При создании педагогической технологии построения информационно-семантической структуры учебного материала использовался понятийный и математический аппарат педагогической ква-лиметрии. В диссертации приведены 25 математических формул. Основными из них являются формулы для расчета: коэффициента компетентности эксперта (К^), валидности (81) и надежности (РО анкет, численности экспертной группы (N<5), коллективной экспертной оценки СЧ1Э) и ее погрешности (/к^®). В диссертации также приведены и формулы, разрзботанные автором:

- формула для пересчета значения коэффициента компетентности эксперта при изменении численности экспертной группы;

- формула для перевода ранга, присвоенного экспертом ранжируемому объекту, к общей ранжировочной шкале;

- формула для определения значения коллективного коэффициента компетентности экспертной группы.

Нами сформулировано условие определения граничных коэффициентов компетентности для формирования банка экспертов.

Также предложен способ определения оптимальной численности экспертной группы и расчета погрешности коллективной экспертной оценки .

Необходимым условием создания педагогической технологии построения информационно-семантической структуры учебного материала является его алгоритмизация. Необходимость,алгоритмизации обусловлена следующими причинами:

- во-первых, сложнзя природа педагогических объектов позволяет изучать их только с позиций системного анализа, предполагающего возможность схематизации и формализации как объектов, так и методов их изучения. При данном подходе возможно считать достоверным только результат экспертизы, проведенной по определенному алгоритму;

- во-вторых, использование для информационно-семантического структурирования учебного материзла экспертных методов требует обработки значительных массивов информации. Алгоритмизация процесса позволит ориентироваться на возможности ЭВМ.

Алгоритм информационно-семантического структурирования состоит из трех этапов, с диссертации приведено описание действий экспертов и рабочей группы на каждом из этапов.

1.Этап Формирования экспертной группы:

1.1.Выявление.рабочей группой (РГ) факторов, определяющих ' Компетентность кандидата в эксперты (определение цели исследования и генеральной совокупности кандидатов в эксперты, выявление распределений, существующих в данной совокупности, выявление искомых факторов при анкетировании);

1.'2.Корректировка РГ выявленных факторов и составление анкеты компетентности;

1.3.Формирование РГ банка экспертов и экспертной гр§ппы (выявление кандидатов в эксперты, расчет' их коэффициентов компетентности и согласованности, установление граничных коэффициентов компетентности и формирование банка экспертов, определение численности экспертной группы и ее формирование).

2. Этап -работы рабочей группы:

2.1.Определение РГ системы классификации дескрипторов, системы уровней их означаемого параметра и используемых литературных источников;

2.2.Выделение РГ из литературных источников дескриптора! и распределение их по принятой системе классификаций (построение модели информационно-семантической структуры (МИСС))

составление пояснительной записки по экспертизе МИСС.

З.Этап экспертизы учебного материала:

3.1.Экспертиза МИСС учебного материала экспертной группой;

3.2.Обработка РГ результатов экспертизы и построение информационно- семантической структуры (ЯСС) учебного материала (расчет РГ уровней означаемого параметра дескрипторов, определенных в результате экспертизы).

В третьей главе "Информационно-семантическое структурирование школьного курса физики" на конкретном примере излагается организация и результаты использования описанной выше педагогической технологии. Бслёдствии того, что означающий параметр и денотат дескрипторов школьного курса физики имеют-относительную стабильность и для их корректировки требуются • значительные материальные средства, структурирование проводилось по означаемому параметру. При проведении исследования использовалась компьютерная программа "АК", фрагмент которой приведен в диссертации.

На первом этапе РГ определила, что генеральная совокупность кандидатов в эксперты будет включать учителей средних общеобразовательных вкал Удмуртии. В данной совокупности РГ выявила соотношение числа учителей сельских и городских школ. Этого соотношения РГ придерживалась при проведении всех этапов исследования. Для выявления факторов, определяющих компетентность учителя физики, РГ были разработаны анкеты АК-1, АК-2, АК-3 и проведено анкетирование кандидатов в эксперты. Итогом данной работы, явилось составление анкеты компетентности для учителей физики средних общеобразовательных школ. Значение валидности и надежности разработанной анкеты компетентности соответствовали критерию "хорошо" по шкале Е,В.Аванесо-ва. Использование анкеты компетентности позволило, рассчитать значения коэффициентов компетентности 108 кандидатов в эксперты (1,10 < Kj < 7,60).

РГ было установлено, что частота значений коэффициентов компетентности подчиняется нормальному распределению на интервале (2,21 < Kj < 7,60). Данные величины было решено принять за граничные и включить* в банк экспертов тех кандидатов, значение коэффициентов компетентности которых лежат в названном выше интервале. Таким образом, был сформирован банк экспертов из 81 учителя физики. РГ рассчитала средний коэффициент изменения значениям коэффициента компетентности банка экс-

пергов (ш = 1,023 определила оптимальную численность экспертов в группе, позволяющих добиться-максимального значения коллективного коэффициента компетентности (34-57 экспертов).» Подбор экспертов в группу осуществлялся РГ с учетом их согласованности и распределений, .существующих е банке экспертов.

На втором этапе РГ предложила экспертам выбрать систему классификации дескрипторов школьного курса физики, литературу для их отбора и системы уровней означаемого параметра дескрипторов. На оснрве коллективного мнения было установлено:

наиболее оптимальной системой классификации дескриптороь является система " понятия - явления - законы и формулы - физические приборы";

литературой, предлагаемой для отбора дескрипторов являются учебники физики для средних школ (И.К.Кикоин. А.К.Кикоин, Г. Я. Мякишев, Е.Б.Буховцев), пособие для поступающих в ' БУЗы (Б.М.Яворский, ¡0.А.Селезнев), справочное пособие (О.Ф.Кабар-дин), учебники по курсу общей физики для подготовительны:', отделений (Г.С.Ландсберг);'

в качестве системы.уровней означаемого параметра дескрипторов было решено использовать трехуровневую систему: "представления - умения - навыка" (соответственно уровни - 1, 2, 5).

Взаимосвязь системы уровней означаемого параметра дескрипторов с их классификацией приведена в таблице 1.

- Габл.1 —:

Уровень|

понятия

общее представление о понятии

умение классифицировать и формулировать понятие

испс'льзоз. понятия | при рассмотрении ! Физич.теосий I

явления

общее представление о явлении

качественная оценка явления

количественная оценка явления

фиэич. приборы

знание назначения прибора

умение использовать прибор

знание техн.х-к и| принципа действия!

законы формулы

умение формулир. закон, написать формулу

использование законов и формул для решения задач

качествен.оценка закона,знание вывода формулы

РГ выделила дескрипторы из литературных источников и составила модель информашганно-семзнтическои структуры ! МЛСС> школьного курса физики. МИСС состояла иг 1255 дескрипторов, распределенных пс названной выше классификации. 5 пояснительной записке эксперта.; предлагалось определить, на каком иг трех приведенных выше уровне!! целесообразно излагать ¡'изучать} каждый иг дескрипторов. Экспертам следовало ориентироваться на лсихслого-фивиолс-гкческие возможности учащихся, их обраго-вательные потребности и существующий сбьем учебного времени. Дескрипторам, рассмотрение которых е школьном курсе физики. _ точки зрения экспертов, является нецелесообразным, следовало присвоить нулевой уровень.

На третьем этапе МИСС школьного курса физики была предло1 жена для экспертизы экспертной группе. РГ рассчитала погрешность коллективной экспертной оценки Д Ох" = 0,4 при значении интервала доверительной вероятности г = О,у 'вероятность существования указанной погрешности - 90 %}. Результаты экспертизы позволили построить информационно-семантическую структуру (ИСС) школьного курса физики. Обшие данные о построенной ИСС приведены в таблице 2,

! Класс-ция |МИСС (дескриптор.|

-т-:- Табл.

ИСС 1 Р I__ Уровни _

| 1112 12! Ч-!-1-1--1

| Понятия 1 585 455 I 250 '128 | 202 I 125

| Явления | 215- 158 | 48 58 I 70 | "30

(Э-ны,Фор-лы| 223 175 1 58 52 | 84 ! 39

¡Физ.приборы! 151 114 | 37 43 | 46 | 20

| Всего: | 1285 912 | 373 295 | 402 I 214

В графе "Р" указано число дескрипторов, не вошедших в информационно-семантическую структуру школьного курса физики, г.е. получивших при экспертизе нулевой уровень. Таким образом, в графе "Р" представлена разность МИСС и ИСС.

В диссертации приведена ИСС курса физики для средних об-цеобразовательных школ. ИСС выполнена в виде таблицу, в которой напротив каждого дескриптора, в столбце"У" указан уровень (см. табл.1), на котором целесообразно его излагать (изучать). Фрагмент ИСС для темы" Идеальный газ" приведен в таблице 3.

Следует отметить, что представленный фрагмент инфсрмаци-

Г'нно-семантической структуры курса физики не является "дог; мой", а лишь примером, иллюстрируощм возможность ее построения. Система уровней означаемого параметра, число дескриптор ров, уровень изложения (изучения) каждого дескриптора могут варьироваться при изменении условий проведения информационно-темантпческагс структурирования учебного материала.

- Табл. 3

Понятия

|У|Явления,фиэ.приб.

~г

У| Законы и формулы |У|

!Унйв.газ.пост. (R)|2| ;у'д.газов. пост.(Е)|1| !Плотность газа (р)|1| :Изопроцессы |3|

;Изобара |3|

¡Изотерма |3|Изобарный процесс

Ивоксра (3¡Изотерм, процесс

Т ерм.коэф.расш.(а)111Изохорный процесс Дерм.коэф.давл.(Ь)|1|

¡Закар Авогадро |2| |Б = R / М |1| |р = Р / RT |1| IFiVi/ Ti = p2v2/ тг Iз| [Закон Гей- Люссакз |3| Э|Закон Еойля-Марпотта131 3(Закон Шарля . |3| 3!У = Уе (1 + at) 111 IP « Fo (1 + bt) |1| _i_i

5 заключении диссертации сделаны выводы, свидетельствую-шие о степени решения поставленных выше задач, намечены пути дальнейших исследований в данной области:

1.Построение учебного тезауруса через описание его информационно-семантической структуры возможно на основе экспертных методов. Корректное'применение математического аппарата педагогической квалимегрии позволяет судить о достоверности полученной информации.

2. Разработанная педагогическая технология позволяет построить информационно-семантическую структуру для алгоритмизируемых учебных предметов.

•3. Построенная информационно-семантическая структура учебного материала может использоваться в образовательных учреждениях для определения уровня изложения учебного материала и уровня требований к учащимся и абитуриентам.

4 Квадиметрически обоснованные учебные тезаурусы могут использоваться как основа для разработки учебно-нормативной документации различных уровней.

5. Разработанный алгоритм позволяет автоматизировать процесс информационно-семантического структурирования учебного материала.

I_1

* Полагаем, что проведенное исследование открывает ряд проблем: разработка технологии построения и экспертизы учебных , тезаурусов; автоматизация данной технологии и ориентирование I ее на использование систем управления базами данных (СУБД) и ' систем'управления базами знаний (СУБЗ) при разработке учебно- . нормативной документации; построение дифференцированных учебно-методических комплексов предметов и специальностей.

Основные результаты и положения исследования отражены в следующих публикациях автора:

1. Некоторые вопросы технологии разработки дифференциро- ,' ванных учебно-методических комплексов(ДУМК)//Проблемы измере- | ния и оценки качества психолого-педагогической характеристики учителя: Тезизы докл. межвуз. научн. конф/ Под ред.А.А.Орлова.

- Тула: Изд-во Тульского пединситута. - 1992. - С.184.

2. Формирование группы экспертов в педагогических исслеи дованиях// Профессионализм педагога: Тезисы докладов и сообщений международ, научн.- практ.конф./ Под'ред. С.Л.Копотева.

- Ижевск-. Изд-во Удм. ун-та, - 1992.- С.51-52./ в соавт./

3. Критерии оценки качества преподавания в ВУЗе(школе)// Профессионализм общения: Тезисы докладов на Республиканской научно-практической конференции/' Под ред. Г.С.Трофимова.-Ижевск: Изд-во Удм.ун-та, - 1993. - С.11-12. / в соавт./

4. Использование методов ГЭО для формирования предметного курса'/ Научные понятия в учебном процессе школы и вуза: Тезисы докладов на 21 межвузовском семинаре/Под ред.Н.М.Яков- . дева.- Челябинск: Изд-во ЧПИ, - 1993. - С.22-23. / в соавт./

5. Некоторые вопросы использования дифференцированных учебно-методических комплексов (ДУМК) в условиях средней школы // Сельская школа: реалии и перспективы: Тезисы докладов на межвузовской научно-практической конференции / Под ред. Я.М.Муратова.- Елабуга: Изд-во Елабужского пед. ин-та,- 1993.

- С.121-123.

6. Использование экспертных методов для определения инва-эиантой компоненты содержания курса физики //Преподавание физики и астрономии в школе: состояние, проблемы, перспективы: > Геэисы докладов на межвузовской научно-практической конференции/ Под ред. Б.Н.Горшенкова. - Н-Новгород: Изд-во НГПУ, • 1994. - С. 67.

7. Разработка анкеты компетентности для учителей физики зредних шксл//Рааработка компьютерной технологии пвдагогичео-

koíi экспертизы: Отчет по НИР Глазовского педагогического инс

i i

титута по теме N 0191000S145 / Научн. рук. А.С.Казаринов. Глазов: 19ЭЗ. - Hhb.N 02.S.40003790.- С. 24-4S.

S. Латинские планы при планировании педагогическог эксперимента'/ Актуальные проблемы школьной и БУЗовской педг :.гогики: Материалы первыхj Есшо'вских чтений. - Глазов: Изд-вс 1 ?ГШ. - 1994. - С.34-38 | в соавт./

1 ' 9.Некоторые вопросыíсодержания образования для школ нового типа// Актуальные проблемы школьной и ВУЗовской педагогики: Материалы первач Есиповских чтений.- Глазов: Изд-вс ГГШ, - 1994.- С. 49 - 54¡. i 10. Формирование дифференцированных учебно-методически комплексов предметов // | Алмаматер / Сборник научных стате к 60-летгаз кафедры педагогики и педагогической психологии У? муртского государственного университета. - Ижевск: Изд-во Уд - 1994. - С. 56-59.