Вопросы оптимизации содержания учебного курса и педагогического теста

Шишкина И.Л., Шишкин А.Б.

Славянский–на-Кубани государственный педагогический институт

Опубликовано в ПИ 2 2005 г.

Трудно не согласиться с тем, что одним из основных противоречий высшей школы является противоречие между необходимой интеграцией и реальной дифференциацией учебных дисциплин. Традиционная дифференцированно-дисциплинарная дидактическая модель обучения часто подвергается критике. Отмечается, что: в учебных планах вузов изучаемые дисциплины зачастую лишь формально разобщены; понятийно-терминологический аппарат неоправданно различается даже в близких областях знания; используемая символика взаимно не увязана; межпредметные связи почти неуправляемы: отсутствует практическая возможность воздействия на связи, на их совершенствование, упрочение и устойчивость, велико влияние субъективного фактора; надежды на спонтанное развитие межпредметных связей на практике плохо себя оправдывают, поддержание связей требует больших усилий и пока не является органично встроенным процессом в систему вузовского образования [1], [2].

Большое число публикаций по этим вопросам показывает, что в условиях естественной обособленности учебных дисциплин педагогическая междисциплинарная интеграция учебного знания относится к ключевым направлениям деятельности по повышению качества высшего образования. Даже беглое знакомство с последними публикациями в педагогической прессе позволяет обнаружить богатый спектр усилий педагогов-новаторов, направленных на поиск средств исправления сложившейся ситуации. Это, прежде всего, усилия, направленные на разработку научных основ проблемы. Здесь за последнее время произошли серьезные сдвиги, например, современные исследования формируют новое представление об основных целевых функциях учебной дисциплины [3]. К таковым относят выделение и реализацию дисциплинарного компонента (что это?) и подготовку его к координации с компонентами других дисциплин (для чего это?). Ответ на второй вопрос неизмеримо интересней, а ответ на первый вопрос студент зачастую сможет найти сам. Вместе с тем, это новое видение почему-то относят лишь к базовым, фундаментальным дисциплинам. Но ведь любой учебный курс важен лишь постольку, поскольку приложим в других областях знаний (пусть это даже знание того, как нитку вдеть в иголку). Любое конкретное знание не забудется после яркого примера его использования за рамками изучаемого предмета. Более того, это конкретное знание и сформировалось как целое лишь после неоднократного приложения.

Несомненно, важны и интересны попытки решить проблему путем разработки интегративных курсов [4], [5]. Но исследований такого рода весьма мало, по сути, это единичные авторские курсы, ориентированные на потребности конкретного вуза, практически не востребованные другими. Практика показывает и всю сложность этого пути, связанную с естественной трудностью объединения разрозненных объектов в нечто целое. К тому же этот путь требует от педагога очень высокой профессиональной подготовленности, позволяющей ему хорошо ориентироваться в естественном интегративном процессе. Ведь каждая дисциплина уже представляет собой исторически сложившийся полидисциплинарный комплекс. Подправить здесь что-либо очень трудно. Неоправданная смелость может решить локальные проблемы, но в то же время может сильно навредить в целом.

Иногда просто теряешься, когда обнаруживаешь, что твои ученики не готовы к восприятию нового материала. Кто-то не доработал. Приходится на ходу менять задуманное, приноравливаться. Как правило, получается скомкано и не приносит удовлетворения - возникла «трудная» тема. Но таков учебный процесс - мы зависим друг от друга. Поэтому значительно важнее научиться координировать усилия отдельных преподавателей, кафедр, а не собирать «нужный» материал в рамки одного учебного курса. Успех предполагает изучение и учет сформированного независимо от нас дифференцированного представления, уточнение его и дополнение новыми интеграционными связями.

    Уровень освоения учебной дисциплины зависит не только от устойчивых связей рассматриваемого курса с другими дисциплинами, а также от степени взаимной зависимости отдельных тем курса. Игнорирование и не использование этих связей приводит к существенному увеличению времени и сил, затраченных на изложение материала, резко понижает эффективность учебной деятельности. Вскрытие внешних и внутренних тематических связей является одной из приоритетных задач любого преподавателя. Их учет осуществляется, главным образом, при составлении тематического плана: на «трудные» темы отводится больше учебного времени. Существенную роль в этом вопросе играют личные качества преподавателя, его педагогический опыт, глубина знаний по данной дисциплине, так как здесь преподаватель опирается лишь на свою интуицию, а не на сколько-нибудь строгий расчет.

    Развитие информационных технологий открывает новые перспективы. В частности, повсеместно внедряются различные формы автоматизированного тестирования. Однако, овладение только формой, как в искусстве, не дает гарантии успеха. Правильная форма является лишь необходимым, но не достаточным условием для процесса тестирования. Далее придется подбирать такое содержание заданий, которое позволит качественно оценить уровень и структуру подготовленности учащихся. Содержание теста можно определить как оптимальное отображение содержания учебной дисциплины в системе тестовых заданий. Подготовка заданий в тестовой форме – самый важный этап любого тестирования. Как нельзя построить хороший дом без крепкого фундамента, так нельзя и без качественных заданий создать хороший тест [6].

Гомогенный тест измеряет знание по одной учебной дисциплине, и его задания охватывают содержание только этой дисциплины. Гетерогенный тест включает в себя несколько гомогенных тестов. В рамках общей теории тестов возникло понятие интегративного теста - теста, учитывающего полидисциплинарную структуру учебных курсов [7]. Оценка степени освоения курса с помощью интегративного тестирования предполагает последующую корректировку тематического плана. Но эта корректировка, как и прежде, основывается лишь на интуиции преподавателя и его опыте. Зачастую, переброс учебного времени из одной темы в другую исправляет ситуацию в «заваленной» теме, но ставит в критическое положение темы «доноры». Разработка математических моделей, призванных количественно обосновать корректировку тематических планов по результатам тестирования (контрольных проверок) представляется весьма актуальной.

В настоящей статье представлена модель временного межпредметного баланса, основанная на учете устойчивых временных связей тем конкретного учебного курса между собой и темами других учебных курсов.

Терминология и обозначения.

, - число строк и столбцов в расширенном тематическом плане (в матрице временных связей);

- общее число часов на весь курс;

- фактические временные затраты на изложение -ой темы, ;

- временные затраты -ой темы на учебный материал, зависимый от содержания -й темы (временные затраты на -ый раздел -ой темы);

- временные затраты -ой темы на учебный материал не охватываемый тестированием или результаты тестирования по которым не учитываются;

- результаты тестирования по -му разделу -ой темы (доля правильных ответов);

- уравнения временного баланса;

- уравнения временного баланса с учетом результатов тестирования;

- временная оценка степени освоения курса;

- временная оценка степени освоения -ой темы;

Корректировка тематического плана.

а) - планируемое число часов на весь курс;

б) если предыдущая корректировка тематического плана дала положительные результаты (оценка увеличилась), то резервы еще не исчерпаны и в этом случае

;

в) если оценка не увеличивается, то скорее всего проблема локализована вне данного учебного курса и в этом случае можно вполне обоснованно требовать увеличения числа часов отводимых на данный курс

;

г) планируемые временные затраты на изложение -ой темы можно подсчитать используя простые соображения, в основе которых лежит идея обратной пропорциональности вносимых изменений временным оценкам степеней освоения тем и прямой пропорциональности их объему темы . Точнее, . При этом . Отсюда находим, что

;

д) планируемые временные затраты на -ый раздел -ой темы можно получить используя обратную пропорциональность вносимых изменений долям правильных ответов по результатам тестирования и прямой пропорциональности их объему раздела . Точнее, . При этом . Отсюда находим, что

.

Представленная модель разработана авторами статьи. Математический пакет для обработки результатов тестирования представляет собой электронную таблицу в редакторе Microsoft®Excel. Вычисления полностью автоматизированы. Разработанная электронная таблица используется в итерационном режиме - каждое новое тестирование обрабатывается с учетом изменений в тематическом плане, рассчитанных этой таблицей ранее. Представленная модель апробирована на первом модуле учебного курса «Генетика» (факультет биологии СГПИ, IV курс, 40 человек, 2004-2005 уч. год). Ниже рассмотрим подробнее отдельные шаги обработки результатов конкретного теста.

Матрица связей первого модуля курса «Генетика». Анализу подвергалось тематическое планирование первого модуля, разработанное первым из авторов.

Таблица 1       

    В левом крайнем столбце (№ темы) указаны темы модуля:

    1. Предмет и методы генетики. Наследственность и изменчивость, как основы эволюции и селекции.

    2. Материальные основы наследственности. Строение клетки. Цитологические основы бесполого размножения. Деление клетки. Видовая специфичность кариотипа.

    3. Цитологические основы полового размножения. Мейоз. Гаметогенез у животных. Спорогенез и гаметогенез у растений. Оплодотворение.

    4. Наследование при полном и неполном доминировании. Законы Менделя. Гаметическое расщепление и тетрадный анализ.

    5. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Цитологические основы дигибридного скрещивания.

    В приведенном тематическом плане указаны временные затраты на изучение пяти основных тем модуля (с учетом лекционных, практических и лабораторных занятий). Каждая тема разбита на временные разделы, направленные на изучение материала зависимого от уровня знаний студентов по другим темам, в том числе, по темам из смежных учебных дисциплин. По результатам учебного процесса был проведен тест, включающий 1-2 задания по каждому временному разделу тематического плана. После обработки результатов тестирования, получена шкала долей правильных ответов, представленная в таблице 2.

Таблица 2       

В крайнем правом столбце этой таблицы приведены временные оценки степеней освоения учащимися отдельных тем модуля и всего модуля в целом . Математическая обработка таблицы 1 и таблицы 2 завершается составлением откорректированного тематического плана, представленного в таблице 3.

Таблица 3       

В крайнем правом столбце указаны временные промежутки, рекомендуемые к учету во время составления нового тематического плана. Последняя ячейка столбца содержит общее число академических часов z, отводимых на данный модуль. Содержание этой ячейки можно корректировать. Изменения будут автоматически учитываться при математической обработке электронной таблицей.

Анализ результатов математической обработки. Переход от старого тематического плана (таблица 1) к новому тематическому плану (таблица 3) связан с внесением изменений представленных в матрице временной трансформации.

Таблица 4       

Отрицательное число в ячейке этой таблицы говорит о том, что раздел темы (или вся тема) освоена студентами достаточно хорошо. Абсолютная величина этого числа показывает время (в академических часах), на которое можно уменьшить изучение данной темы без существенного изменения степени ее освоения. Например, одна из таких ячеек – число академических часов, отводимых на изучение темы №1. Эта ячейка содержит число –0,8 (35 мин). Оно означает, учебное время, которое может быть потрачено более эффективно, если использовать его при изучении другой темы, освоенной студентами существенно слабее. Таковой является, например, тема №4, связанная с изучением законов Менделя. Как показывает матрица временной трансформации (ячейка (4;4)), для повышения степени освоения законов Менделя до среднего по курсу уровня, необходимо увеличить время их изучения на 1 академический час. Попутно замечаем, что трудность темы №4 по всей видимости связаны с недостаточным освоение студентами некоторых разделов математики (ячейка (4;математика).

Важно знать, что содержание итоговых таблиц (таблицы3 и 4) носит рекомендательный характер. Они показывают лишь относительную оценку степени освоения отдельных тем. Преподаватель не обязан следовать рекомендациям вслепую. Например, изменение тематического плана можно вообще избежать путем внедрения в учебный процесс, в частности, в процесс преподавания «заваленной» темы, новой учебно-методической технологии. Это позволит использовать отведенное учебное время с большей эффективностью, исправит обнаруженный перекос и повысит степень освоения всего курса.

В заключение отметим, что использование модели временного межпредметного баланса позволяет:

1) выявлять и количественно оценивать слабые места в процессе преподавания;

2) с легкостью, без особых затрат, корректировать учебные тематические планы;

а при переносе технологии на уровень факультета:

3) отслеживать «упущенные» кафедрами межпредметные связи;

4) формировать пакет предложений по вопросам повышения качества преподавания, на основе итогов контрольных тестирований по учебным дисциплинам разных кафедр.

Используемая литература

1. Идиатулин В.С. О координации учебных дисциплин // Высшее образование в России. - 2004. - № 12.

2. Семин Ю.Н. Интеграция содержания профессионального образования // Педагогика. - 2001. - № 2.

3. Чебышев Н., Каган В. Высшая школа XXI века: проблема качества // Высшее образование в России. - 2000. - № 1.

4. Семин Ю.Н. Междисциплинарный учебный комплекс // Высшее образование в России. - 2002. - № 2.

5. Михалкин В.С. Новый общенаучный курс // Высшее образование в России. - 2002. № 5.

6. Аванесов В.С. Теоретические основы разработки заданий в тестовой форме. М.: МГТА, 1995. - 95 с.

7. Аванесов В.С. Композиция тестовых заданий. М.: Центр тестирования, 3 изд. 2002. -239 с.