Формула успешности обучения

Формула успешности обучения

Введение

Каждый ученик обладает собственными учебными способностями. В средних, и тем более в старших классах, уже достаточно уверенно можно говорить о том, что одному ученику лучше даются естественные науки, другому -  гуманитарные, один ученик уверенней проводит точные математические расчёты, другому проще описать историческое событие или характер литературного героя. Однако, можно ли оценить те или иные способности ученика не после длительных учебных занятий, а до них, не по результатам обучения по предметам, а другими методами.

В психологической науке есть целое направление – психологическая диагностика. Это направление связано с разработкой методов оценки тех или иных качеств личности, например, свойства памяти, темперамента, мыслительных способностей и т.п. Но знание, и тем более применение этих измерителей качеств личности – удел профессионалов. Нас заинтересовал поиск такого метода, который позволит достаточно простого и эффективного оценить именно учебные способности не по результатам обучения.

Идею своего исследования мы почерпнули из учебника Столяренко Л.Д. «Основы психологии». Больше всего нас заинтересовала формула успешности обучения. Ниже выделен курсивом пересказ одного абзаца и подчёркнуты три высказывания, на которые мы обратили особое внимание.

Кратковременная память (КП) обеспечивает запоминание однократно предъявленной информации на короткое время. «В среднем с одного раза человек может запомнить от 5 до 9 слов, цифр, чисел, фигур, картинок, кусков информации. Главное добиться, чтобы эти «куски» были более информационно насыщены за счёт группировки … Объём КП (ОКП) у каждого человека индивидуален, по объёму КП можно прогнозировать успешность обучения по формуле: ОКП/2+1=балл учебный».

Обсудим подчёркнутые нами высказывания.

Первое. Неужели, если один человек может запомнить, допустим, 5 слов, то он так же сможет запомнить примерно 5 букв, 5 чисел или 5 других несвязанных символов. Тогда количество этих запоминаемых объектов и есть индивидуальный объём кратковременной памяти (ОКП). Нам кажется, что ОКП зависит ещё и от самих «кусков» информации, от того насколько они насыщенны. Т.е., при проверке формулы, следует определиться с «кусками» информации.

Второе. Что означает термин «группировка кусков информации»? Нам представляется, что и этот процесс сугубо индивидуален. Например, один в записи «127» видит единое число, а другой последовательность трёх цифр. Отсюда, при измерении ОКП следует определиться и с тем, каким образом предъявлять информацию для определения ОКП.

И, наконец, третье, самое интересное. Неужели так легко и просто можно оценить учебные способности и успешность будущего обучения учащегося. Неужели эта формула «работает»? А если работает, то насколько точно?

Безусловно, изначально нас заинтересовало именно третье высказывание.  Однако, без ответа на первые два вопроса, не очень понятно как собственно определить объём кратковременной памяти (ОКП). Именно эти рассуждения и легли в основу нашего исследования, именно эти вопросы и пути их решения составляют содержание и процесс самого исследования.

Приведём эти рассуждения в более строгий вид.

Объект исследования – существование связи между психическими свойствами учащегося и успешностью его обучения.

Предмет исследования – взаимосвязь свойств кратковременной памяти и успешности обучения.

Гипотеза исследования – формула успешности обучения (ОКП/2+1=балл учебный) вызывает большие сомнения. На наш взгляд она очень простая для описания такого сложного процесса. К тому же, в этой формуле не понятно как определить ОКП.

Цель исследования – критически проанализировать формулу успешности обучения.

Задачи исследования.

1. Разработать инструментарий измерения объёма КП.

2. Сделать выводы относительно качества формулы «успешности обучения».

Основная часть

Приступая к первой задаче, мы, во-первых, определили четыре множества знаков, которые будем предлагать для определения ОКП.

- множество, состоящее из двух элементов {0, 1}, эти знаки мы называем битами, т.к. количество информации, содержащее в каждом элементе этого множества (0 или 1) равно 1 биту;

- множество восьми цифр {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}, количество информации в каждом элементе этого множества равно 3 бита (23 = 8);

- множество 32 букв русского алфавита {А, Б, …, Я} (без буквы «Ё»), количество информации в каждом элементе этого множества равно 5 битам (25 = 32);

- множество букв русского алфавита с учётом их написания – заглавные и прописные. Таких различных символов 64 и количество информации в каждом элементе этого множества равно 6 битам (26 = 64).

Т.к. буквы «тяжелее» цифр, и тем более битов, то скорей всего их и труднее запоминать. Это одна из наших рабочих гипотез.

Далее, символы  можно предъявлять как по очереди, так и группой. И, наконец, символы нужно предъявлять за короткий промежуток времени, только в этом случае мы можем говорить о свойствах КП. Проведя серию предварительных испытаний, мы остановились на следующих правилах: на каждый символ выделяется время 0,4 сек, промежутки между показами отдельных символов так же должны составлять около 0,4 сек.

Исходя из этого, мы подготовили компьютерный проект, который позволил нам не только более качественно выполнить первую задачу исследования, но и собрать необходимый экспериментальный материал для решения второй, самой интересной и важной задачи. Следует особо отметить, что надёжность результатов исследования напрямую зависит от двух факторов: а) необходимо как можно больше респондентов (учащихся); б) каждый из них должен максимально добросовестно «отработать» на всех режимах работы проекта и стараться запомнить как можно больше символов.

В качестве респондентов приняли участие более 50 учеников нашей школы (№ 12, г. Ноябрьск) и более 50 студентов колледжа информационных технологий. Возраст большинства респондентов – от 14 до 20 лет.

Каждому респонденту предлагалось как можно быстрей запомнить тот или иной ряд символов. Тип символов, их количество, способ подачи (по одному или группой) и затраченное на их запоминание время фиксировалось и записывалось в скрытом для пользователя листе Excel. Затем эти данные анализировались (на предмет фальсификации результатов) и число максимально запомненных символов заносилось в специальную таблицу для дальнейшего исследования.

Для учеников школы в эту таблицу заносились также данные их успеваемости, выписанные из учебного журнала, и собранные среди учителей с помощью анкеты «способности учиться».

Для студентов колледжа в эту таблицу заносились имеющиеся в архиве данные специального психологического тестирования, на предмет оценки учебных способностей.

Дальнейший анализ результатов позволил сделать следующие заключения:

1. Для студентов колледжа установлена достаточно сильная и прямая связь (коэффициент корреляции больше 0,9) между значениями запомненных группой символов «весом» 5 (буквы), с одной стороны, и показателем учебных способностей, проводимых специальными утверждёнными диагностиками. Т.е., способность запоминать как можно больше букв группами может служить мерой учебных способностей учащегося.

2. Для школьников установлена достаточно сильная и прямая связь (коэффициент корреляции больше 0,7) между значениями запомненных группой букв  без учёта их размера (вес 5 бит) и средними оценками успеваемости. Максимальное количество запоминаемых респондентов букв – группой мы определяем как количественная мера объёма кратковременной памяти (ОКП). Связь с оценками «способен учиться на» выражена существенно слабее.

3. Если установить количественную связь между ОКП и средним учебным баллом учащихся, то она будет очень близка к формуле, заявленной в гипотезе исследования: ОКП/2+1=балл учебный.

Подробней обоснование наиболее важные заключений, описано в следующем разделе.

Экспериментальная часть

Вся экспериментальная часть нашего исследования проводилась с использованием  вычислительных средств приложения Excel.

На рис.1 представлена таблица, корреляционного анализа данных одной из групп колледжа. Серым цветом залито значение коэффициента корреляции, которое указывает на сильную и прямую связь между количеством запоминаемых группой букв (ОКП) и учебными способностями.

Рис.1. Корреляционная таблица

Далее представлена таблица данных группы учеников седьмых классов, участвовавших в наших исследованиях (рис.2).

Рис.2. Таблица данных для исследования (седьмые классы)

В группе респондентов – 21 ученик, они пронумерованы по первому столбцу таблицы. В последующих столбцах обозначены: класс, результаты измерений ОКП по одному символу и группой, средние оценки, выписанные из журнала и средние оценки, на которые мог бы учиться ученик, по мнению учителей.

В каждом столбце выделены три, примерно одинаковые по численности, группы по принципу: наиболее высокие значения (зелёный цвет), средние значения, и низкие значения (выделены красным цветом).

Далее приводятся сопоставления результатов замера ОКП и оценок.

Например, из 20 замеров «бит по одному» 3 совпадения цветов (15 %) и 4 противоречивых результата. Совершенно очевидно, что эти столбцы не связаны.

Самая хорошая связь (75%, выделено жёлтым цветом) у столбцов «буквы группой» и оценки. Из 16 участников – 12 совпадений и лишь одно противоречие (респондент под номером 1). Если исключить этого респондента из списка, то получим 15 пар значений, между которыми следует установить количественную связь (рис.3).

По результатам уже этой группы учеников мы с помощью возможностей анализа диаграмм, представленных в приложении Excel попытались установить количественную связь между ОКП и средним учебным баллом.

Рис. 3. Проверка формулы успешности обучения.

Чёрной линией изображена линия тренда, построенная по экспериментальным точкам, чёрным шрифтом – уравнение этой линии. Красным цветом выделена формула успешности по Столяренко Л.Д и соответствующая ей линия.

На наш взгляд, согласованность результатов очень хорошая.

Близкие результаты получены и при анализе данных, проведённых с другими группами учащихся.

Выводы

1. Для измерения объёма кратковременной памяти можно использовать группу букв. Количеством запомненных букв и есть ОКП.

2. Для прогноза успешности обучения можно использовать формулу:

Балл учебный  =  1 + ОКП / 2 .

Информационные источники

1. Столяренко Л.Д. основы психологии. Учебное пособие. – Ростов н/Д: Феникс,2006. – 672 с.

2. Каргин Т. Компьютерные проекты с использованием VBA: «Проект ОКП», «Свойства ОКП», «БуКвЫ», Ноябрьск, 2009