Кривая Эббингауза характеризует ход забывания логически не связанного, не осмысленного материала. С.Л.Рубинштейн и Д.Лапп доказывают, что прочность запоминания осмысленного материала значительно выше, причем у различных индивидов она различна. Из всего этого следует, что предпочтительней опираться на собственные экспериментальные исследования, связанные с конкретным материалом.
Через разные промежутки времени были осуществлены повторные тестирования в одних и тех же группах учащихся по одним и тем же тестам. Экспериментальная группа составляла 57 учащихся (первокурсники Рязанского военного автомобильного института и школьники 11 класса рязанской средней школы №54). При интервале между тестированиями от трех недель и более разница в успешности решения одних и тех же задач не выходила за пределы статистических погрешностей эксперимента, результаты которого обработаны в соответствии с критерием ч2. При этом в интервалах между тестированиями обучение по темам тестирования не производилось. На основании этих результатов, временной интервал между тестированиями был установлен в три - четыре недели.
Диагностическое тестирование осуществлялось среди обучаемых разного уровня: школьники 9-х классов (17 человек), школьники 10-х классов (34 человека), школьники 11 классов (46 человек), абитуриенты РВАИ (438 человек); три группы первокурсников РВАИ (в сумме - 127 человек).
Рис. 2. Индивидуальные показатели "успешности" решения физических задач с разной формой представления условий учащимися 10-х классов.
Как видим, у разных испытуемых они колеблются в весьма широких пределах, составляя в том числе полярные соотношения. Анализ подобных графиков позволил установить средние групповые показатели успешности распознавания физических законов и формул, необходимых для решения задачи при разных формах представления ее условия (рис. 3). В исследуемых 9-х классах в среднем большая успешность решения характерна для задач, условия которых представлены вербально.
Рис.3. Гистограммы "успешности"решения физических задач с разной формой представления условия
Из этого следует, что для подобной выборки есть смысл организовать массовый корректирующий (обучающий) эксперимент. У учащихся 10-х, 11-х классов, абитуриентов и первокурсников РВАИ средние показатели успешности решения мало зависели от формы представления условия при заметных индивидуальных разбросах. Небольшое (но статистически значимое) отклонение в сторону большей успешности решения дали задачи, представленные вербально (рис.3), и все же в таких группах можно ожидать эффект только от индивидуального обучения. Этот вывод наиболее достоверно подтверждают результаты массового тестирования абитуриентов.
В этом случае прежде всего проведена проверка соответствия сложности заданий уровню подготовки кандидатов. Как следует из рис.4, полученное распределение близко к нормальному с левосторонней ассиметрией, то есть чаще встречаются более низкие значения признака (за признак принято число задач, решенных абитуриентом). Это свидетельствует о том, что тестовые задания вполне соответствуют подготовке испытуемых.
Рис.4. Распределение испытуемых по числу решенных задач
Анализ успешности решения задач с разной формой представления условий по каждой задаче и по всему ансамблю задач в общем показал, что отдельные задачи могут дать статистически значимые отличия успешности их решения от формы представления условий, однако в среднем по всем задачам это не наблюдается.
Данная выборка (абитуриенты из разных регионов) интересна тем, что она усредняет признаки, характерные для данной школы, региональной традиции, конкретного педагога и т.д. Результаты свидетельствуют, что в среднем по регионам явно выраженные «перекосы» в распознавании и решении задач, условия которых выражены в разной форме, отсутствуют, что, не снимает проблем, которые в этом отношении возникают в отдельных группах и (особенно) у отдельных учащихся.
Существующие технологии обучения не учитывают индивидуальных особенностей восприятия, памяти и мышления учащегося, имеющих отношение к форме представления условия задач. Соответственно, они не обеспечивают личностно-ориентированного подхода к обучаемому, основанного на индивидуализации, гуманизации и дифференциации.
Решение указанных проблем возможно лишь при разработке и внедрении комплексных содержания и методики обучения решению задач с разной формой представления условий, целью которых является устранение индивидуальных «перекосов» распознавания задач с разной формой представления условий. Это должно способствовать более полному развитию способностей обучаемых, повышению качества их знаний и практических умений, увеличению познавательной активности и повышению интереса к предмету.
Разработанные в диссертации дидактические материалы (комплект задач с разной формой представления условий), позволяют скорректировать обучение в направлении устранения названных «перекосов»..
Внедрение разработанных дидактических средств и методики корректирующего обучения осуществлялось на базе 10-х, 11-х классов средних школ №№33 и 54 и первокурсников Рязанского военного автомобильного института. Обучение, осуществляемое одним и тем же преподавателем, было организовано как индивидуально, так и в условиях работы класса с привлечением ПЭВМ. Для этого создана электронная версия дидактических средств (методические указания с набором задач с разной формой представления условия). Организации обучения предшествовала диагностика успешности решения задач, имеющих различную форму представления условия. Итоги диагностического тестирования показали целесообразность организации индивидуального обучения среди выделенной группы курсантов, и группового в 10-х и 11-х классах. Усредненные результаты обучения в условиях работы класса представлены на рис.5, а итоги индивидуального обучения - на рис. 6 -7.
экспериментальный класс (10 класс, 22 человека)
До обучения После обучения
контрольный класс (11 класс, 24 человека)
Рис. 5. Гистограммы успешности решения физических задач с разной формой представления условия (контрольный эксперимент).
Обучение в условиях работы класса.
Для сопоставления эмпирических распределений успешности решения задач с разной формой представления условий выбран критерий ч2, критическое значение которого при 0,05 уровне значимости составляет при числе степеней свободы 2 - 5,991.
При проведении обучения в условиях работы класса исходные критерии ч2 составляли для экспериментального класса 11,425, для контрольного - 8,956, то есть различия в успешности решения задач, условия которых представлены в трех видах - вербальном, эскизном и графическом, были статистически значимы, причем в обоих классах наибольшую успешность решения имели задачи, условия которых представлены вербально.
Экспериментальная группа (курсанты I курса, 23 человека)
До обучения После обучения
Рис. 6. Успешность решения физических задач с разной формой представления условий (контрольный эксперимент)
После обучения в экспериментальном классе критерий ч2 составил 5,506, а в контрольном - 7,629.
При организации индивидуального обучения в экспериментальной группе после корректирующего обучения только у 7% обучаемых различия остались статистически значимыми, в контрольной же группе наоборот - у 95% учащихся сохранились статистически значимые различия в успешности решения задач.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенных исследований получено следующее.
Решение физических задач - сложный мыслительный процесс, который заключается в преобразовании низших форм познавательной деятельности учащихся в более высокие (продуктивные).
С позиций последующей профессиональной деятельности учебную задачу следует рассматривать как связующее звено между теорией и практикой. Ее сюжет отражает реальные процессы или явления, а форма представления ее условия должна отражать возможные варианты возникновения задачи в процессе распознавания и формулирования технических и технологических задач в качестве физических. Исследование различных аспектов влияния формы представления условия физической задачи на успешность ее решения является актуальной проблемой дидактики.
Для диагностики способностей учащихся по распознаванию и решению физических задач с разной формой представления условия рациональным средством является тестирование. В связи с этим разработаны содержание и методика применения диагностических тестов, позволяющие дифференцировать успешность решения физических задач старшеклассниками и студентами младших курсов в зависимости от формы представления условия.
Разработанные диагностические средства апробированы, скорректиро вано их содержание, объем и методика применения с целью обеспечения их валидности.
Диагностические тесты с «одноходовыми» задачами, содержащими одинаковые сюжеты с разной формой представления условия, следует применять совместно с контрольным тестом, проверяющим знаниевые компоненты, необходимые для решения задач.
Осуществлен констатирующий этап педагогического эксперимента по выявлению зависимости успешности решения физических задач от формы представления их условия. Он выявил, что успешность решения одной и той же или родственной физической задачи группой старшеклассников или студентов младших курсов в среднем мало зависит от формы представления ее условия (график, эскиз, вербально), но может существенно влиять на успешность ее решения отдельным учащимся. В отдельных группах возможны статистически значимые отклонения в сторону большей успешности решения задач, условия которых представлены в том или ином виде, в частности, вербальном.
В соответствии с педагогическими принципами гуманизации, индивидуализации, дифференциации обучения и с целью повышения его эффективности в части обучения решению физических задач индивидуальные «перекосы» распознавания условий требуют корректировки индивидуального обучения.
Разработаны содержание, средства и методика корректирующего обучения решению физических задач с учетом выявленных особенностей их решения при разной форме представления условия.
Осуществлен формирующий этап педагогического эксперимента по корректирующему обучению с учетом зависимости успешности решения физических задач от формы представления их условий.
Контрольный этап педагогического эксперимента выявил, что разработанные дидактические средства и методика их применения позволяют уменьшить разницу в успешности решения физических задач с разными формами представления условия как при обучении группы, так и при индивидуальном обучении. Тем самым достигнута цель исследования, состоящая в повышении качества физического образования старшеклассников и студентов младших курсов в части успешности решения физических задач.
Разработанные дидактические средства и методика их применения внедрены в систему обучения средних школ №№33 и 54 г. Рязани, а также на подготовительном отделении и младших курсах Рязанского автомобильного института.
12. В качестве перспективных направлений дальнейшего исследования представляется углубление описанной диагностики в направлении задач с двумя и более шагами решения и разработка программ интерактивного обучения на базе компьютерных классов.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОТРАЖЕНЫ В ОДИННАДЦАТИ ПУБЛИКАЦИЯХ (ОБЪЕМОМ 7,9 П.Л., АВТОРСКИХ 6,0 П.Л.)
Селиверстова Н.С. О некоторых методических особенностях решения физических задач с разной формой представления условия // Тезисы докладов ХХХV НМК. Рязань: РВАИ, 2005. - с.98 - 99 (0,13 п.л.)
Селиверстова Н.С. Компьютерные технологии обучения как средство устранения индивидуальных «перекосов» решения физических задач с разной формой представления условия // Материалы третьей межвузовской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов. Рязань, 2005. - с.44 (0.07 п.л.)
Селиверстова Н.С. Методические указания по физике для поступающих в ввуз. Учебное пособие. Рязань: РВАИ, 2006. - 92 с. (5,8 п.л.)
Айзенцон А.Е., Рыжман В.П., Селиверстова Н.С. О развитии физического практикума // Тезисы докладов ХХХI научно-методической конференции. Рязань: ВАИ, 2002. - с.90 -92 (0,2 п.л.)
Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. К психологии решения физических задач // ФССО-03: Труды седьмой международной конференции. - СПб.: Изд. РГПУ им. А.И.Герцена, 2003. - т. 3 с.5 - 6 (0,13 п.л.)
Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Об учете индивидуальных особенностей обучаемых как средстве повышения эффективности решения задач в процессе профессиональной подготовки курсантов // Тезисы докладов ХХХII научно-методической конференции. Рязань: ВАИ, 2002. - с.94 - 95 (0,13 п.л.)
Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Психологические вопросы применения различных форм представления условия физических задач // Труды VI Международной научно-методической конференции преподавателей вузов, ученых и специалистов. Н.Новгород, 2005. - том 2, с.5 - 6 ( 0,13 п.л.)
Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С., Кая А.Л. О тестировании способностей решения физических задач // Труды V Международной научно-методической конференции преподавателей вузов, ученых и специалистов. Н. Новгород, 2004. - с.250 (0,07 п.л.)
Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. О форме условий физических задач // Тезисы докладов ХХХIV научно-методической конференции. Рязань: РВАИ, 2005. - с.113 - 114 (0,13 п.л.)
Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Форма представления условия физической задачи как фактор успешности ее решения // Сборник статей IX Международной научно-методической конференции «Университетское образование» Пенза, 2005. - с.240 - 242 (0,2 п.л.)
Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Форма представления условия физических задач как фактор обучения // Ценностные подходы к организации учебно-воспитательного процесса в высшей школе: Материалы межвузовской научно-методической конференции (XIII Рязанские педагогические чтения) - Рязань, 2006. - с.5 - 16 (0,8 п.л.)