Факторный анализ как средство увеличения продуктивности дидактического процесса

Факторный анализ как средство увеличения продуктивности дидактического процесса
На течение и результаты дидактического процесса влияет большое количество разнообразных причин. В педагогической терминологии причины, влияющие на течение и результаты дидактического процесса, принято называть факторами. Чтобы определить понятие дидактического фактора, важность того или иного фактора, необходимо иметь общую основу (базис) для сравнения всех причин, которые выделяются по отношению к ней. Основание (базис) необходимо искать в назначении обучения, в том, ради чего оно осуществляется, – результативности, успешности обучения. Наиболее емким и определенным является понятие продуктивности дидактического процесса. Продуктивность, находящая свое выражение в продуктах процесса обучения, характеризуется изменением (приращением) обученности. Именно к этому понятию и следует «привязывать» факторы, которые в этом случае будут называться продуктообразующими, продуктогенными (от лат. ген – «рождающий»). Дидактический продукт имеет сложную структуру, которую образуют и конкретные знания, умения, навыки, и такие обобщенные качества, как миропонимание, эрудиция, Умственные (ментальные) качества, умение учиться, профессиональная направленность и др. Сколько и какого качества продукта «производится» в дидактическом процессе, каким будет его продуктивность, целиком и полностью зависит от конкретных условий, т. е. от комплекса причин, от того, какие факторы и как переплетутся во взаимодействии, едином трудовом процессе тех, кто обучает, и тех, кто обучается..
В психолого-педагогической литературе встречаются различные обозначения продуктогенных причин – «влияние», «действие», «причина», «фактор», «переменная», «параметр», «функциональная единица», «показатель» и т. д. Употребив термин продуктогенная причина (переменная дидактического процесса).
Под продуктогенной причиной понимают сколь угодно малую, но обязательно отдельную причину, дальнейшее расчленение которой на составные части невозможно без потери смысла.
Фактор – это значительная причина, образованная как минимум из двух продуктогенных причин одной группы. Из объединений единичных факторов образуются общие. Общий дидактический фактор, как правило, впитывает в себя значительное количество продуктогенных причин и может содержать несколько дидактических факторов. При дальнейшем объединении общих факторов образуются комплексные, объединяющие в себе значительное количество продуктогенных причин, а также факторов и общих факторов. На вершине иерархии стоят генеральные факторы, объединяющие все без исключения продуктогенные причины определенной группы, предварительно сведенные в комплексные, общие и единичные факторы. Существуют еще специфические факторы. Это факторы, которые по какой-либо причине нельзя свести ни к одной продуктогенной причине или включить в состав общего или комплексного представления. Выделением продуктогенных причин и факторов достигается одновременное и эффективное разрешение многих дидактических проблем. Но главный смысл их выделения состоит в обеспечении перспективной возможности познания связи каждого фактора с продуктивностью обучения. Это открывает путь к созданию подлинно научной теории обучения, способной обеспечивать диагностирование, прогнозирование дидактического процесса на основе знаний о влиянии каждой отдельной причины и их комплексных объединений.
Из продуктогенных причин конструируются факторы обучения. Большинство факторов имеет весьма сложную внутреннюю структуру. Для примера рассмотрим «внутреннее строение» очень важного дидактического фактора – мотивации обучения.
Исследование этих причин, конструирование из них дидактических факторов носит название факторного анализа. Современный факторный анализ-развитая математическая дисциплина. Его задачи в дидактике состоят в том, чтобы, во-первых, Разработать способы непротиворечивого выделения продуктонных причин, во-вторых, раскрыть механизм конструирования из них факторов и, в-третьих, объективно исследовать эти факторы, определить вклад каждого в конечный продукт, установить иерархию (соподчиненность) между ними. По мере накопления новых знаний с помощью факторного анализа можно приступать к решению более сложных задач – установлению межфакторных взаимосвязей, уточнению областей и пределов действия педагогических закономерностей.
Главное положение факторного анализа в дидактике основывается на том, что дидактические причины, несмотря на их разнородность, изменчивость и сложность для диагностики, могут быть выделены, пересчитаны, ранжированы и исследованы объективными методами, сведены к относительно небольшому числу общих, комплексных и генеральных факторов.
Пути решения поставленных задач могут быть различными. Между всеми дидактическими причинами существуют связи. Но такое знание мало что дает: опираясь на него, невозможно ни предвидеть, ни проектировать наступление будущих событий. Необходимо иметь точную характеристику взаимосвязи – ее количественное значение и характер. Количественное выражение связи между различными причинами называется коэффициентом корреляции, а характер взаимосвязи иллюстрируется с помощью диаграмм. Если в качестве базисного фактора выступает продуктивность обучения, то коэффициент корреляции показывает, как связаны все другие причины с этим базисом (т. е. как они влияют на продуктивность учебного процесса). На основе установленных коэффициентов корреляции, собственно, и осуществляется факторный анализ, определяющий, как причины одного порядка, места и времени действия объединяются в группы факторов.
Факторный анализ в педагогике опирается на соответствующий раздел математики, где разработана процедура вычленения факторов из многообразия причин (переменных). Один из основателей факторного анализа – Л. Терстоун подчеркивал, что факторный анализ выполняет роль общего инструмента моделирования.
Цель исследований состоит в выработке стратегических концепций, для подкрепления которых не нужны длительные, кропотливые расчеты, а достаточно лишь разумное приближение. На протяжении ряда лет дидактика отдавала предпочтение качественному анализу. Для этого выявлялись идентичные факторы, зависимые от конкретной ситуации, но определяются и рассматриваются по-разному. Взаимосвязь между несколькими причинами, выраженная в количественной форме, называется корреляцией. Она показывает, как изменяется один фактор относительно другого, а также как они связаны между собой. Можно рассчитать коэффициент корреляции (коэффициент взаимосвязи), величина и алгебраический знак, которого укажут, существует ли взаимосвязь, а если существует, то каковы ее уровень и направленность. Нулевое или близкое к этому значение коэффициента корреляции означает, что оба фактора изменяются независимо друг от друга. Значения коэффициентов корреляции находятся в пределах от - 1 до + 1. Для факторного анализа дидактических причин целесообразно, прежде всего, применять показатель взаимной сопряженности Пирсона. Он обеспечивает возможность сравнительно просто без специальной статистической обработки факторов рассчитывать тесноту взаимосвязи между ними. Особенно эффективен критерий Пирсона в том случае, когда один из факторов фиксируется как базисный, а все другие находятся с ним в корреляционной связи. Коэффициенты корреляции дидактических причин, которые приводятся ниже, рассчитаны именно по критерию Пирсона.
На продуктивность дидактического процесса одновременно и совокупно влияют все причины (факторы). Это влияние имеет комплексный характер. причины, влияющих на обучение, очертили еще древние философы, последователи, дополнили новыми факторами, обогатили их современной научной терминологией, например, традиционную педагогическую этику –деонтологией, а школьное управление – менеджментом), выявлены новые, неизвестные ранее причины, привнесенные прогрессом, появились более совершенные технологии и средства обучения (например, компьютерные). Главная среди современных задач – практическая оптимизация обучения может быть разрешена лишь на основе совершенного знания причин, от которых зависит успех.
Организация экспериментальных исследований
Методы факторного анализа очень деликатные и трудоемкие, а поэтому требуют тщательного соблюдения ряда требований.
- Необходимо, чтобы количество тестов (вопросов) превышало как минимум в три раза количество возможных причин (факторов). Только в этом случае можно быть уверенным в том, что выделенные причины будут достаточно обоснованными.
- Группа исследуемых учащихся должна быть репрезентативной по отношению к генеральной выборке.
- Факторный анализ в педагогике, состоит в том, что процедура формирования и анализа факторов, вычисления корреляций между ними должна быть описана тщательно и полно, чтобы можно было повторить проведенное исследование.
Должны быть четко вычленены и описаны: а) инструкции исследуемым; б) использованные методы; в) шкалы оценок, способы подсчета результатов; г) время выполнения заданий; д) характеристика выборки и способы ее формирования; ж) метод расчета коэффициентов корреляции; з) интерпретация факторов; к) объяснение, в чем именно выполненное исследование продвигает вперед теорию обучения.
В результате длительных исследований выделено четыре генеральных фактора, определяющих в комплексе формирование продуктов дидактического процесса:
- учебный материал;
- организационно-педагогическое влияние;
- обучаемость учащихся;
- время.
Общая модель формирования продуктов обучения под воздействием выделенных факторов представлена на рисунке 1.
Учебный материал
Организационно-педагогическое влияние
Продукт обучения
ОбучаемостьВремя

Рисунок 1 – Модель формирования продуктов обучения под
воздействием факторов
«Учебный материал» подразделяется на информацию когнитивную (несущую знания) и информацию управляющую – сигналы о том как усваивать когнитивную информацию. Поэтому учебный материал – это очень своеобразная информация. Особенностью ее, по сравнению с другой, является наличие дидактической обработки, благодаря чему объективные знания «приспосабливаются» для изучения. Именно от уровня, качества дидактической обработки зависит пригодность информации для учебного процесса, доступность и посильность ее для усвоения определенными контингентами учащихся и в конечном итоге – достигнутые результаты обучения. В составе данного генерального фактора логически выделяются два комплексных: объективная (чистая) информация и дидактическая обработка. К первому относятся такие общие факторы, как содержание, количество учебного материала, его качество, форма (структура) изложения. Расшифровывая последние, отметим, что количество учебного материала обусловливается такими общими факторами, как количество общих для учащихся понятий, количество всех понятий, количество информационно-смысловых элементов знаний в них, а качество – сложностью материала, которая определяется через количество новых взаимосвязей или новых операций, длину алгоритма, ведущего к решению задачи (получению ответа на вопрос), и т. д. Форма (структура) изложения материала может быть различной: предметной, логической, образной, символичной и т. п.
Генеральный фактор «учебный материал» содержит в своем составе два комплексных (объективная информация, дидактическая обработка), шесть общих (содержание, количество, качество, структура, способ изложения) и свыше 50 причин общего характера.
Генеральный фактор «организационно-педагогическое влияние» объединяет большую группу продуктогенных причин, информационного происхождения. Два комплексных фактора выделяются в его составе: организационно-педагогическое влияние на уроках (регулярных занятиях) и влияние с учебными целями вне школьных занятий.
Третий генеральный фактор – «обучаемость учащихся» – особность (пригодность) школьников к учению и возможность достижения ими запроектированных результатов в установленное время. Целесообразно рассматривать индивидуальную и групповую (коллективную) обучаемость. Как и в уже рассмотренных факторах, в нем выделяются два комплексных: обучаемость на уроках и обучаемость во внеурочное время.
Обучаемость на уроке характеризуют следующие причины: уровень общей подготовки (эрудиции) обучаемых; способности к овладению определенным учебным материалом, усвоению знаний, умений, навыков; общие способности к учебно-познавательной деятельности; общие характеристики внимания (определяемые особенностями нервной системы, темперамента, возраста); особенности мышления учащихся при изучении конкретного учебного предмета; общие характеристики мышления учащихся; психологическая установка на сознательное и прочное усвоение учебного материала (внешняя и внутренняя); мотивация обучения; возраст обучаемых; и многие другие причины.
Обучаемость в процессе самообучения (самоподготовки) характеризуется такими причинами, как самоконтроль (объем, частота, качество, система); воля и настойчивость; целенаправленность; умение учиться; режим и организация; работоспобность; ценностные ориентации; стимулирование; мотивация; остояние здоровья; особенности восприятия; скорость запоминания и усвоения; уровень и особенности мышления; возрастные и индивидуальные характеристики и т.д.
Четвертый генеральный фактор – «время». В нем можно выделить: 1) затраты времени непосредственно на уроке и 2) затраты времени на самоподготовку (самообучение).
К затратам времени на уроке относятся: время восприятия и первичного усвоения знаний; закрепления и упрочения изученного; периодичность контролирования, повторения и закрепления; время, прошедшее после завершения обучения; время сохранения информации в памяти в соответствии с целевой установкой; на выполнение тренировочных упражнений и применение знаний, умений; на повторение изученного; на систематизацию; подготовку и выдачу ответа и многие другие конкретные затраты. Затраты времени, связанные с самообучением: время на выполнение домашних заданий; на чтение дополнительной литературы; посещение факультативов и дополнительных занятий; участие в работе кружков; на занятия по интересам и другие затраты.
Выделение и регистрация влияющих на обучение причин – это лишь начало систематического исследования продуктогенных причин. Для диагностирования, прогнозирования, проектирования дидактических процессов, разработки эффективных технологий управления продуктивностью обучения чрезвычайно важным является вопрос об иерархии (соподчинении, соотношении) факторов. Необходимо установить, какие факторы в наибольшей степени определяют продуктивность учебного процесса, на какие из них педагоги-практики должны обращать внимание прежде всего. В приведенной ниже таблице 1 представлена иерархия факторов обучения, установленная автором пособия на основе длительных исследований с применением ранжирования, факторного и корреляционного анализа, экспертных оценок, электронного моделирования, компьютерной верификации, других методов. Ранжированы первые сорок наиболее влиятельных факторов в порядке убывания весомости их влияния, которая определена как коэффициент взаимной сопряженности (корреляции), установленный по критерию Пирсона и выражающий степень влияния каждого фактора на продуктивность обучения.
Таблица 1 – Влияние факторов обучения на продуктивность дидактического процесса
Фактор Влияние фактора на продуктивность обучения Место фактора по степени влияния
Мотивация учения 0,92 1
Отношение к учебе Потребность учиться 0,91 2
Умение учиться 0,90 3
Работоспособность обучаемых 0,89 4
Объем учебной деятельности, тренерованность0,88 5
Регулярность обучения, систематичность 0,87 6
Активность и настойчивость в учении 0,86 7
Стимулирование обучения 0,85 8
Управление обучением 0,84 9
Внимательность, дисциплинированность, усидчивость 0,82 10
Применение знаний на практике 0,80 11
Способности к изучению материала 0,79 12
Общие способности Потенциальные возможности 0,77 13
Сложность изученного материала 0,76 14
Методы обучения 0,75 15
Мышление при усвоении конкретных знаний 0,74 16
Особенности психической деятельности 0,72 17
Вид и характер учебной деятельности 0,71 18
Уровень учебной подготовки 0,70 19
Уровень общей подготовки (эрудиции) 0,68 20
Время восприятия знаний 0,62 21
Время закрепления знаний 0,60 22
Периодичность контроля и проверки знаний, умений 0,57 23
Объем и характер самообучения 0,52 24
Количество учебного материала 0,51 25
Содержание учебного материала 0,50 26
Форма изложения знаний 0,49 27
Тип и структура учебного занятия 0,48 28
Структура учебного материала 0,46 29
Психологические условия обучения 0,45 30
Средства обучения 0,44 31
Работоспособность педагога 0,43 32
Возраст обучаемых 0,42 33
Экологические условия 0,41 34
Санитарно-гигиенические условия 0,40 35
Потребность в достижениях 0,39 36
Установка на продуктивность 0,38 37
Стиль отношений 0,37 38
Педагогическая позиция 0,38 39
Взаимообучение0,35 40
Кроме уже перечисленных преимуществ, вытекающих из факторного подхода (возможности осуществления высококачественного профессионального анализа, диагностирования, прогнозирования и проектирования дидактических процессов), знание иерархии факторов, количественных значений влияния каждого из них на продуктивность обучения открывает принципиально новые подходы к решению многих задач теории и практики обучения, в частности применения ЭВМ для расчетов продуктивности по заданным параметрам, оптимизации стратегии достижения заданных результатов. Благодаря этим знаниям разработка дидактических систем превращается в будничную операцию создания и проверки различных вариантов осуществления обучения и выбора из них оптимального по установленным критериям.