- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Национальный исследовательский томский политехнический университет
- •Введение
- •1.Теоретические основы создания учебных изданий
- •2. Разработка модуля учебного издания «Радиоактивные превращения ядер и прохождение ядерного излучения через вещество»
- •2.1. Разработка введения
- •2.2. Разработка блока ориентации
- •2.3. Разработка блока дополнительной информации
- •2.5. Разработка практикума
- •Заключение
1.Теоретические основы создания учебных изданий
В настоящее время многие авторы хорошо знают свою науку, но не знают науку написания учебника. Проблеме написания учебника посвящена работа Беспалько В. П. «Учебник. Теория создания и применения» (Беспалько Владимир Павлович. Учебник. Теория создания и применения. М., 2006. 192 с.).
Ниже приведен краткий конспект двух глав работы Беспалько В. П., а именно, главы «Учебник – информационная модель педагогической системы» и «система параметров описания социального заказа образованию». В процессе конспектирования выделены основные понятия, определения, закономерности и рекомендации автора по разработке учебника.
Ниже кратко изложено содержание первой главы.
Рабочее определение понятия «учебник»
Учебник – это книга, в которой кроме содержания обучения, запрограммирован ещё и учебный процесс, ведущий к усвоению этого содержания учащимися для обучения некоторой деятельности. Рабочим определением учебника: учебник – это книга, в которой излагается некоторое содержание обучения (учебный предмет) и задания учащемуся для активного изучения предмета. В этом определении нет одного – учебник должен создаваться соответственно заданной цели обучения. Это очень важный признак в отнесении той или иной книги к категории учебника.
Книга – это информационная модель определённого человеческого опыта. Понятно, почему информационная модель: в книге хранится не сам опыт, а лишь его описание. А почему модель? Потому что в книге хранятся не объекты, операции и продукты этого опыта, а лишь их описания различного вида: графические, словесные, символические и др. Словом, сам человеческий опыт – это оригинал, а книга – его отображение в виде соответствующей информации.
Учебник – это информационная модель определённого человеческого опыта, однако модель эта не простая, одномерная, а комплексная, как бы двухмерная: в учебнике моделируется не только тот конкретный опыт, которому обучают (предмет), но и определённый педагогический опыт (процесс обучения).
В педагогической науке давно известно, что любой процесс обучения совершается в рамках соответствующей педагогической системы. Под педагогической системой (ПС) понимают вполне определённую совокупность целесообразно взаимодействующих педагогических объектов, факторов и условий, называемых элементами системы. Педагогический опыт отображается в конструкции педагогической системы, следовательно, учебник – это также информационная модель определённой педагогической системы. Чем более совершенная педагогическая система отображена в учебнике, тем выше эффективность учебника.
Сущность понятия «педагогическая система»
Введением понятия педагогическая система, вносящим известный порядок в огромный и аморфный массив факторов, влияющих на качество обучения, делается попытка «действительно знать предмет», которым является процесс обучения, и «охватить, изучить все его стороны».
На рисунке 1 показана общая структурная схема ПС.
Из рисунка видна динамика преобразования абитуриента в студента некоторого учебного заведения и его последующее взаимодействие с другими элементами ПС, завершающееся выпуском из учебного заведения (реализация пели функционирования ПС). В составе ПС чётко видны шесть сё взаимосвязанных элементов, первые три из которых составляют дидактическую задачу. Эту задачу можно сформулировать следующим образом: студенты должны усвоить определенное Содержание обучения с заданной Целью. Вторые три элемента ПС образуют дидактический процесс, с помощью которого решается дидактическая задача. Это собственно Процесс обучения, управляемый учителем или учебником в определённых организационных формах.
Педагогическая система постоянно находится под более или менее жёстким контролем той социальной системы (государства), где совершается образование. Государство предъявляет (должно предъявлять) чёткие требования к качеству образования и контролирует их исполнение.
Рис. 1. Структура педагогической системы
Ниже приведено краткое изложение второй главы.
Требование диагностичности целей обучения и образования
Социальный заказ – наиболее общая цель работы образовательной системы. На его основе формулируются все частные цели: уровень подготовки на каждой ступени (класс, курс) обучения, изучения отдельного предмета и даже отдельной темы предмета; степень воспитанности учащегося и уровень его трудовой подготовки.
Чтобы все эти цели были общепонятны, а их достижение могло бы быть однозначно проконтролировано, цели должны быть описаны диагностично. Это значит, что цели описываются только в виде параметров, т.е. таких показателей, признаки которых настолько точно определены, что их распознавание исключает ошибки в суждениях; они измеримы, т.е. количественно характеризуют объект и могут быть однозначно соотнесены с определённой шкалой оценки.
Исходнoe понятие всех педагогических разработок – понятие личности – центральный объект исследований и разработок психологической науки. Для педагогического построения теории учебника мы используем предельно обобщённое понятие структуры личности (см. рис. 2).
В этой структуре различаются четыре комплексные группы свойств личности:
– прежде всего - это генетические свойства, которыми человека награждает Природа, и содержание которых не поддаётся никакому изменению или управлению. Примечательно,что по генетическим своим свойствам люди столь же различаются между собой, как различаются отпечатки их пальцев. А ведь только генетическими корнями человека определяются задатки его будущего интеллектуального развития и темперамент, что для образовательной работы имеет особое значение и не может не учитываться при создании учебника.
Рис. 2. Структура личности
Как влияют генетические свойства личности на изучение своего дела? А для того чтобы научиться этому делу, надо иметь соответствующий типу личности и свойству деятельности учебник. Значит, одним и тем же учебником не обойтись, надо построить ряд учебников, соответствующих разнообразию врождённых интеллектуальных свойств учащихся.
Полная противоположность генетическим свойствам – социальные свойства личности, приобретаемые человеком только прижизненно в ходе обучения и общения с людьми в человеческом обществе или, как говорят, в процессе его социализации. По социальным свойствам люди весьма однородны в рамках определённых социальных сообществ: наций, регионов, мест компактного проживания и общения. Главная особенность социальных свойств личности – их гибкая чувствительность к изменениям в условиях жизни и способность к приспособлению к новым условиям. В то же время можно наблюдать в некоторых особых условиях трансформацию социальных свойств личности в очень устойчивую систему взглядов и убеждении, несгибаемо направляющих поведение человека к выбранной им или внушённой ему цели.
Сказанным подчёркивается необходимость занятия автором учебника активной социальной позиции в гуманистическом воспитании учащихся. Прежде всего это его идеологическая позиция. Сегодня автору учебника предоставляется возможность адекватного идеологического воспитания учащихся, которое может в будущем правильно ориентировать их в идеологически нестабильном мире, сотрясаемого различными ложными, параноидальными и человеконенавистническими идеологиями типа евгенической селекции, расистской исключительности или религиозной нетерпимости.
Моральными качествами личности определяется индивидуальная жизнь человека в отношениях с его непосредственным окружением: семьёй, друзьями, сослуживцами и пр. Со времени появления человека на земле неписаные правила поведения, отражающие обычаи, табу и привычки, управляли человеческим поведением во всех обыденных случаях жизнедеятельности людей. Эти правила однажды были записаны некоторыми мудрецами рода человеческого и представлены народу как библейские «Десять заповедей» самого Бога.
Эстетические свойства личности – это способность отличать красоту от уродства, добро от зла и благозвучие от какофонии. Эта способность человека является в значительной мере врождённой, но в своей содержательной части формируется прижизненно. Чем раньше начинается процесс эстетического воспитания ребёнка, тем более он успешен.
Трудовыми качествами личность человека наделяется только в процессе соответствующего воспитания в семье и в школе. К важнейшим трудовым качествам личности относятся трудолюбие и трудовая нравственность (отношение к труду и людям труда). Говорят, что учебный труд развивает названные качества у учащихся, но при этом забывают добавить, что только успешный, результативный труд обладает такими свойствами. Это значит, что только хороший учебник, из которого учащийся усваивает предмет легко и непроизвольно, может способствовать развитию у учащихся трудолюбия (желания трудиться) и трудовой нравственности.
Опыт личности – это также результат процесса социализации индивида, направленный на овладение конкретной деятельностью в ходе организованного обучения и воспитания или самообучения и самовоспитания. Опыт характеризуется его профессиональной направленностью (врач, инженер, учитель и пр.), объёмом и качеством. Вид и качество приобретённого человеком опыта отличают людей друг от друга, однако психологическая структура опыта остаётся одинаковой для любой профессии.
Психологические свойства личности характеризуются совокупностью генетического и социального компонентов. Это означает, что эти свойства, будучи врождёнными задатками, подобно другим генетическим свойствам, формируются и развиваются прижизненно.
Необходимость постоянного учёта структурных свойств личности в организации обучения и подготовке средств его реализации (учителя и учебника) не требует развернутой аргументации. Тем не менее всё современное обучение и индустрия подготовки учебников работают по принципу: «Один размер на всех». Безразмерность современной педагогики вступает в резкое противоречие с ею же декларируемым принципом индивидуального подхода к обучению.
Параметры диагностичной цели
Из приведённого выше краткого описания структуры личности, в терминах которого может быть сформулирован социальный заказ (цель) образованию, можно наметить относительно полную номенклатуру диагностичных параметров, придающих цели необходимую определённость, общепонятность и измеримость. К сожалению, не все личностные качества пока имеют такое параметрическое обеспечение. Это относится, в первую очередь, к социальным свойствам личности, суждение о которых всё ещё подвержено всем случайностям субъективного мнения.
Рис. 3 Преобразованиен информации
Наиболее продвинута теория и практика диагностичного целеобразования по отношению к опыту личности, его объёму и качеству. Опыт личности образуется благодаря усвоению учащимся содержания некоторого предмета. В свою очередь, содержание предмета – это информационное отражение объективно существующих естественных или искусственных объектов, предметов, явлений, процессов и методов деятельности людей. Учащийся воспринимает эту информацию об окружающем его мире благодаря присущим ему рецепторам, информация затем передаётся по нервным путям в мозг человека, где неизвестными нам пока способами перерабатывается в способности к выполнению определённой деятельности с определённым её качеством (см. рис. 3).
Если некоторая совокупность объектов, явлений, процессов и методов деятельности, составляющих определённую область научного знания (объекты мира информации), отобрана для изучения учащимися, они превращаются в учебные элементы (УЭ) и в совокупности образуют учебный предмет.
Число учебных элементов (N) в учебнике
Учебный элемент, таким образом, – это специфическая единица содержания обучения. Её специфичность по отношению к привычным единицам измерения каких-то параметров (вес, длина, стоимость) состоит в том, что учебный элемент не является константной (всегда постоянной) единицей. Одно и то же содержание обучения может быть выражено различным числом УЭ в зависимости от необходимой глубины проникновения в сущность объектов и явлений. С исчерпывающей глубиной объекты и явления окружающего мира рассматриваются соответствующей наукой, а учебный предмет рассматривает их соответственно цели обучения. Важная особенность УЭ – простота, законченность и однородность информации, которой он описывается. Хорошим дидактическим средством объяснения понятия УЭ является использование древовидного графа для анализа состава УЭ в предмете. Такой граф называют «логической структурой учебного предмета». Подобный граф мы использовали при анализе понятия «личность» (см. рис. 2). С помощью графа выделено 18 УЭ по двум основаниям классификации: свойства и качества. УЭ № 1 (личность) является исходным для четырёх производных УЭ по основанию свойства. В свою очередь выделенные четыре УЭ – исходные для 13 производных УЭ по основанию качества. Понятно, что можно продолжить дифференцировку полученной совокупности УЭ дальше. Глубина дифференцировки зависит от целей обучения. В нашем случае для изучения теории учебника представляется достаточной выделенная совокупность УЭ. Она была бы слишком свернутой и сокращённой для изучения будущими психологами понятия «личность».
Число УЭ в любом фрагменте учебника или в учебнике в целом обозначается буквой N. В нашем графе: N = 18. Всегда полезно знать, хотя бы приблизительно, сколько УЭ содержится в учебном предмете. Для этого хорошо, конечно, располагать логическими структурами учебных предметов, но можно воспользоваться также табличным методом выделения УЭ в содержании предмета. Для этого надо только помнить, что УЭ – это объекты, предметы, явления, процессы и методы деятельности. Далее надо воспользоваться любым печатным источником по данному предмету (монография, учебник, пособие) и, двигаясь по тексту этого источника, выписывать в специальную таблицу подряд все встретившиеся читателю УЭ, присваивая им порядковые номера.
Учебник содержит информацию об отличительных особенностях УЭ, их свойствах, качествах, способах их использования для различных целей. Информация, как это сейчас известно каждому школьнику, измеряется в битах или двоичных единицах. В битах выражается объём формальной (безотносительно к смыслу) информации в сообщении. В учебнике излагаются сообщения об УЭ. Каков формальный объём этих сообщений? Его легко подсчитать, поскольку теорией информации определено, что одно слово русского языка содержит информацию в 12 бит. Следовательно, если описание одного учебного элемента содержит в среднем Н бит информации, то N УЭ несут информацию в NH бит. Почему важно уметь считать объём информации в сообщении? Да просто потому, что учащийся в наиболее упрощённом смысле является приёмником и преобразователем информации, работа которого подчиняется объективным, но простым законам природы. Один из важных законов природы, управляющий любыми приёмниками и преобразователями информации, говорит о том, что любой из них имеет скоп принципиальные пределы по объёму и скорости приёма и переработки информации (пропускная способность канала связи). Вполне определёнными пределами в этом отношении обладает и человек. При создании учебника этого нельзя не учитывать, чтобы не создавать для учащегося непреодолимых перегрузок учебным материалом, растерянности и раздражения, и, наконец, ненависти к учебнику и учебе.
Произведение NH характеризует только формальный объем информации в учебнике, однако в процессе обучения учащийся не только формально пропускает через себя информацию, подобно телефону или компьютеру, а перерабатывает и усваивает её, сам изменяясь в этом процессе. Изменение свойств и качеств личности учащегося в ходе учебного процесса описывается показателями качества её усвоения, такими, как:
«ступень абстракции», на которой информация изложена в учебнике;
«уровень усвоения», определяющий мастерство владения ею;
«автоматизация» или «освоение» изучаемой деятельности;
«степень осознанности» усвоения или «понимание» усвоенного.
В зависимости от значения (величины) этих параметров изменяется фактический обьём информации, перерабатываемый и усваиваемый учащимся.
Ступень абстракции (β) – научный уровень изложения предмета
Каждый учебный предмет представляет собой с различной полнотой соответствующую науку, т.е. накопленное веками общечеловеческое знание об окружающей нас действительности. Разные стороны этой действительности исследованы человечеством по-разному.
Однако, когда начиналось формирование научного представления о действительности, развитие науки продвигалось одним и тем же путём, проходя одни и те же этапы. На этом пути чётко различимы следующие четыре ступени в подъёме науки от первоначального знакомства со своим предметом и до полного раскрытия его свойств и качеств. Вот эти ступени:
первая ступень – феноменологическая (1), на которой описание свойств и качеств объекта науки осуществляется на естественном (житейском) языке;
вторая ступень – качественная теория (2). На этой ступени, в результате более полного изучения свойств и качеств объекта, зарождается специфический язык науки с присущей ей терминологией и символикой;
третья ступень – количественная теория (3) – представляет собой результат такого развития науки, когда знание свойств объекта достигло такого уровня, что на основе построения математической модели возможного функционирования объекта удаётся сформулировать точный прогноз исхода любого процесса, в котором задействован объект;
четвёртая ступень – аксиоматическая теория (4) – это такая ступень абстракции, когда сформулированные закономерности и построенные модели обладают такой общностью, что они объясняют и прогнозируют поведение любых объектов любой природы.
Параметр ступень абстракции () не только даёт более детализированную и чёткую картину врождённых различий человеческого интеллекта, но и добавляет ещё одно измерение к определению объёма учебной информации, содержащейся в учебнике. Ранее приведённое нами произведение NH выражает формальный объём информации в учебнике. Если учитывать ещё и качество информации по ступени абстракции, то формальный объём информации (Q) увеличится в раз и тогда: Q= NH бит. В этом объёме не учитываются важные параметры качества усвоения учащимся предмета – уровень усвоения и автоматизация умений пользоваться усвоенной информацией.
Уровень усвоения () содержания учебника
Ступень абстракции характеризует качественные особенности человеческого интеллекта с точки зрения его способности оперировать информацией, выраженной на различных языках абстракции. Ступень абстракции характеризует способность человека к усвоению знания об окружающей его действительности, по не характеризует его умения пользоваться этим знанием на практике
Эта способность характеризуется и измеряется уровнем усвоения деятельности, обозначаемым греческой буквой (альфа).
Уровень усвоения – это текущий показатель качества, меняющийся в ходе урока и в процессе чтения учебника, т.е. в процессе обучения учащийся совершает как бы восхождение по уровням усвоения. Уровень усвоения наращивается довольно плавно в процессе обучения от полного незнания учащимся исходной информации (0) до творческого владения ею (4). На плавной кривой восхождения от незнания к творческому знанию чётко выделяются четыре ключевые точки, где происходит качественное изменение уровня владения учащимся исходной информацией. Эти точки довольно точно дифференцируют мастерство овладения деятельностью учащимся в ходе обучения. В методологии измерения качества усвоения эти точки рассматриваются как четыре уровня мастерства (достижения, компетенции) учащегося для оценки его опыта. На рисунке 5 схематически показан аналитический процесс вычленения названных четырёх уровней усвоения и признаки, по которым это сделано.
Как видно из рисунка, на первой градации графа по основанию «Тип деятельности» выделено лишь два типа деятельности: репродуктивный (имитация известного) и продуктивный (создание нового).
Рис. 5
Ученический (первый) уровень деятельности – это начальный уровень усвоения деятельности в процессе восхождения к мастерству в некоторой области. Главная особенность усвоения (интериоризации) на этом уровне – неспособность учащегося самостоятельно, без помощи извне (подсказка, инструкция, алгоритм) воспроизводить (экстериоризоватъ) и применять усвоенную информацию.
Исполнительский (второй) уровень усвоения – это уровень начальной профессиональной деятельности. Учащийся на этом уровне способен воспроизводить по памяти ранее усвоенную информацию и применять усвоенные алгоритмы деятельности для решения типовых задач.
Экспертный (третий) уровень деятельности – это уровень высококвалифицированной профессиональной деятельности, достижение которого позволяет учащемуся решать широкий круг нетиповых (реальных) задач, которые требуют комбинирования известных алгоритмов и приёмов.
Творческий (четвёртый) уровень деятельности предполагает способность учащегося добывать объективно новую информацию благодаря своей уникальной одарённости к данному виду деятельности и эффективной подготовки к ней. У всех на слуху имена всемирно известных творцов новых научных теорий И технических устройств, таких, как, к примеру, Эйнштейн или Эдисон. Список подобных мыслителей и изобретателей очень велик, поскольку каждая эпоха порождает своих счастливчиков, для которых, волею случая. их обучение и развитие удиви тельным образом совпало с направленностью их задатков, позволившее и даже способствовавшее их интеллектуальному развитию достичь творческого уровня избранной ими деятельности.
Творцы всегда создают объективно новую информацию и являются теми локомотивами, которыми человечество продвигается по пути социального прогресса. Почти все Нобелевские лауреаты заслуживают титула ТВОРЕЦ.
Четыре уровня усвоения образуют естественную лестницу (см. рис. 6) мастерства, но которой все мы карабкаемся всю свою жизнь, каждый в своей области деятельности и каждый с различным успехом, надолго застревая иногда на отдельных её ступеньках.
Рис. 6
Для относительно точной оценки качества усвоения па разных уровнях вводится понятие коэффициент усвоения, который рассчитывается по формуле: K = n/р, где: n/р – отношение числа правильно выполненных операций геста (n) к общему числу операций (р) в тесте. Коэффициент усвоения мы обозначаем буквой K со значком альфа (K).
Автоматизация усвоения (τ)
Для оценки качества освоения учащимся учебного материала используется время выполнения теста. Этот параметр обозначается греческой буквой τ (тау).
При тестировании знаний и умений учащихся, для контроля автоматизации усвоения задаётся время на выполнение теста.
В отличие от произвольного определения времени на выполнение некоторого набора тестов, используемого во всех случаях современного тестирования, параметр автоматизации даёт возможность назначать время тестирования вполне осознанно и целесообразно. Для этого вводится понятие коэффициент автоматизации, обозначаемый Kτ. Формула для расчёта этого коэффициента сопоставляет время выполнения теста учащимся Туч со временем выполнения этого же теста профессионалом (учителем) Тпр:
Kτ = Тпр/Туч.
Время выполнения теста профессионалом Тпр может быть определено экспериментально: тест предлагается специалистам, хорошо знающим предмет (учителю, специалисту). Kτ назначается, исходя из следующих соображений: в предметах, где отсутствуют требования к «fluency» и где задержки в принятии решений не угрожают непоправимыми последствиями, Kτ может быть принят 0,5 (например, на школьных экзаменах). В случаях, где требования к автоматазации важны, из-за опасности промедления в принятии решения и действия (например, на экзаменах в медицинских учебных заведениях или лётных училищах), Kτ всё больше приближают к 1 (Kτ = 1,0). Таким образом, всегда можно обоснованно, исходя из реальных требований, назначать время тестирования но формуле:
Тст = Тпр / Kτ.
Степень осознанности усвоения (ψ)
Этот параметр качества усвоения деятельности отражает степень развития таких психических качеств личности, как память, внимание, мышление, воображение, лежащих в основе способности учащихся усваивать знания и умения и развивать свой интеллект. Интегрируя частные психические свойства личности в одно комплексное свойство, которое поддаётся определению, выявлению и измерению, мы получаем присущее только человеку психическое качество, которое называется осознанностью усвоения и деятельности (ψ). Осознанность усвоения противостоит механистичности запоминания без понимания сущности информации и деятельности на её основе. Хороший пример механистичности усвоения – подопечные многочисленные репетиторы, будущие абитуриенты вузов, «натасканные» на решение определённых задач и ответы на известные вопросы. Благодаря особенностям юношеской оперативной памяти они парадоксальным образом сохраняют зазубренное до окончания экзамена, чтобы затем напрочь забыть его и никогда впредь не воспользоваться кратковременно запомненными алгоритмами.
Понятие осознанности как умение обосновать, аргументировать выбор способа действия из набора возможных способов. На этой основе удаётся выделить три степени осознанности усвоения и деятельности:
первая степень осознанности (ψ1) – это использование для аргументации сведений и данных только из той дисциплины, из которой о данном действии стало известно учащемуся;
вторая степень осознанности (ψ2) проявляется учащимся, если для аргументации выбора действия он привлекает релевантные сведения и данные из дисциплин с подобным объектом изучения
третья степень осознанности (ψ3) проявляется при использовании учащимся межпредметной информации из дисциплин с отличным от человека объектом изучения.
Параметры N, , , ψ, K, Kτ дают достаточно точную характеристику качества усвоения информации по любому виду деятельности. Они не могут быть интегрированы в единый показатель, поскольку их свойства так же независимы, как зелёное, солёное и холёное. Они должны использоваться раздельно как при задании целей обучения, так и при оценке качества образования.
