Формула економії
Переконавшись у наявності зв'язку між часом і результатами навчання, спробуємо дати відповідь на поставлене вище запитання: «Яку кількість навчального часу треба виділяти на вивчення матеріалу заданого обсягу, щоб результати навчання були максимальними, а витрати часу — мінімальними?»
На основі спостережень за практикою навчання можна висунути таку гіпотезу: зі збільшенням тривалості навчання результати засвоєння будуть зростати до визначеної межі, після чого подальше збільшення часу навчання не приведе до поліпшення результатів. Іншими словами — кожна частина навчального матеріалу певного обсягу і складності вимагає для вивчення визначеної кількості часу. Для наукового обґрунтування оптимальних витрат часу необхідно знати ці межі, щоб зафіксувати «момент насичення» і запобігти нераціональним витратам часу.
Неважко здогадатися, що гальмувало дослідження цього взаємозв'язку. Донедавна у педагогіці не було точних кількісних співвідношень між факторами часу і результатами навчання через відсутність критеріїв виміру навчального матеріалу й еталонної міри часу, необхідного для засвоєння одиниці навчального матеріалу. Тому перше завдання, яке потрібно було вирішити у процесі дослідження цього взаємозв'язку,— установити критерії часу, за якими можна порівнювати його витрати на засвоєння різного за обсягами і складністю навчального матеріалу. Таким критерієм узятий мінімально необхідний час (МНЧ). МНЧ — це час, необхідний для одноразового прочитування навчального тексту учнем чи групою школярів (в останньому випадку цей критерій буде мати середньоарифметичне значення). Критерій МНЧ дозволяє порівнювати між собою витрати часу на вивчення різного за обсягом і складністю навчального матеріалу.
Оптимальним будемо вважати час, необхідний для досягнення найкращих результатів навчання. Не вимагає доказів той факт, що оптимальний час навчання завжди буде перевищувати мінімально необхідний.
Експериментальна перевірка висунутої гіпотези проводилася так. Спочатку визначалися результати засвоєння, що досягалися в умовах мінімально необхідного часу, тобто після одноразового (однократного) прочитування навчального тексту. Методика цієї серії експерименту проста. Учням пропонувався текст, який вони читали тільки один раз, а потім визначався показник засвоєння за кількістю відтворених у відповідях ІСЕТ. Як і передбачалося, результати такого навчання виявилися досить строкатими. Учні з доброю пам'яттю відтворювали у відповідях 60-70 відсотків прочитаного матеріалу, тоді як учні з поганою і слабкою пам'яттю — усього лише 20-25 відсотків.
Стійкий показник засвоєння за мінімально необхідний час визначався після двотижневої перерви. Відповідно до закономірностей навчання, погано засвоєні знання за цей час забуваються і залишаються лише ті, ідо засвоєні добре. Під час дослідження доведено, що після одноразового прочитування навчального тексту, тобто в умовах МНЧ, показник засвоєння не перевищує 20-25 відсотків (за кількістю відтворюваних у відповідях ІСЕТ). Це підтверджує відому педагогічну істину: після одноразового прочитування тексту (прослуховування повідомлення) переважна більшість учнів не здатна засвоїти його на належному рівні. У їхній пам'яті залишається заледве четверта-п'ята частина повідомленої інформації.
То скільки ж часу нам потрібно відводити на ґрунтовне засвоєння знань? Скільки разів потрібно чигати, опрацьовувати навчальний матеріал, щоб опанувати його на високому рівні? На ці питання відповідь дала наступна серія експериментальних досліджень, спрямованих па пошуки залежності між тривалістю вивчення навчального матеріалу і показником засвоєння знань. Експерименти проводилися у загальноосвітніх школах на уроках фізики, математики, біології, історії, літератури. Учні 4 —10-х класів самостійно вивчали тексти шкільних підручників в умовах класно-урочного навчання. Усі пропоновані для роботи тексти мали індекси мінімально необхідного часу, визначені у процесі попереднього експериментування.
Вивчення залежності показника засвоєння від тривалості часу самонавчання проведено у діапазоні від 0,25 до 3,0 умовних одиниць часу. Це треба розуміти так. Якщо, наприклад, мінімально необхідний час вивчення матеріалу складає 10 хвилин, то 0,25 цього часу складає 2,5 хвилини; 0,5-5 хвилин; 0,75-7,5 хвилин і т.д. Визначення показника засвоєння потрібно проводити через 12,5, 15, 17,5 хвилин навчання і т.д.— аж до 30 хвилин. Триразове збільшення часу на обробку тексту вважаємо верхньою межею. Збільшення тривалості навчання понад цю межу практично недоцільне за умови, що мова йде про значеннєве, а не дослівне засвоєння зрозумілого для учнів навчального матеріалу.
Способом кратних збільшень часу установлений взаємозв'язок між названими факторами, причому обсяг і якість навчального матеріалу, а також час виявилися незалежними величинами. Незважаючи на те, що навчальний матеріал щораз буде іншим (відповідно буде змінюватися і його МНЧ), співвідношення між МНЧ і результатом навчання залишається постійним. У цьому і полягає сутність уведення критерію МНЧ. Далі, знаючи мінімально необхідний час, можна визначити вплив тривалості навчання на його результати й установити, при яких витратах часу досягаються найвищі показники.
Найвищі результати досягаються при тривалості навчання від 1,5 до 2,5 МНЧ. Загальний зв'язок показаний на мал. 45. Тіснота (міцність) зв'язку, установлена за критерієм Пірсона, досить висока, у межах 0,7. Форма зв'язку у діапазоні 0,2-2,0 Т мас вигляд прямої пропорційної залежності. У цих межах приріст результатів прямо пропорційний збільшенню тривалості вивчення навчального матеріалу. Установлена закономірність виражається емпіричною формулою:
Т = Т + If Т
1 ОПТ. * МНЧ Л 1МНЧ'
574
Мал. 45
де Топт — оптимальна тривалість навчання; Тмнч — мінімально необхідний час; к — коефіцієнт научуваності для різних груп учнів, що має значення для слабких — 1,5-1,6, середніх— 1,3-1,4, сильних 1,1-1,2.
Наведемо приклад, що наочно пояснить сутність і користь цієї процедури для оптимізації витрат часу. Нехай учителеві фізики необхідно на своєму завтрашньому уроці у 8-му класі вивчити з учнями тему «Сила всесвітнього тяжіння». Провідним він обирає не дуже розповсюджений у нинішній школі метод самостійної роботи з книгою. Скільки часу знадобиться для вивчення матеріалу?
Аналізуємо навчальний матеріал — текст із підручника (§ 34, с. 104). Ось його початок: «Людині вже давно відома сила, що змушує усі тіла падати на 'Землю. Але у XVII столітті люди вважали, що тільки Земля має особливу властивість притягувати до себе усі тіла, що знаходяться біля її поверхні. У 1667 році Ньютон висловив припущення, що між усіма тілами діють сили взаємного притягання. Він назвав ці сили силами взаємного тяжіння...»
Учні можуть прочитати зазначений текст параграфа за 8 хвилин, тобто МНЧ цього тексту —■ 8 хвилин. Клас середній за рівнем підготовленості, тому коефіцієнт научуваності учнів беремо рівним 1,4. З розрахунку за формулою виходить, що для повного засвоєння цього матеріалу на уроці необхідно відвести Топт.= Н + 1,4*Х = 20 (хвилин).
При меншій кількості часу не всі учні засвоять заданий обсяг матеріалу. Більшу кількість хвилин витрачати також не слід, оскільки на результатах уроку це істотно не відіб'ється. Повного ж, ґрунтовного засвоєння без повторення, закріплення і домашньої роботи досягти неможливо.
Ще приклад. У 6-му класі вивчається житія і творчість Т.Г.Шевченка. На уроці української літератури вчитель вирішує показати фрагменти навчального фільму «Тарас Шевченко», використовувати діа та єпіфільми. Основним методом вибирає роботу зі шкільним підручником. Першу частину біографії Т.Г.Шевченка, викладену в підручнику (с. 19-24), учні мають опрацювати самостійно й дати відповіді на поставлені вчителем запитання. Як найдоцільніше розподілити час, щоб виконати всю намічену програму і досягти оптимальних результатів навчання?
Проводимо нескладний розрахунок. МНЧ зазначеного тексту становить 10 хвилин; научуваність учнів середня; текст легкий і вивчається після або під час перегляду кінофрагментів, тому слід взяти менший коефіцієнт — 1,3. Отже, оптимальний час — 23 хвилини. Разом з переглядом фільму на вивчення нового матеріалу слід відвести 30 хвилин. Вдома учням досить буде лише добре повторити вивчений матеріал, витратити на підготовку ще 10-15 хвилин, щоб показники навчання були добрими.
Не будемо говорити про перевантаження доти, поки не зробимо хоча б приблизні розрахунки витрат часу. Можливо, хтось із учителів не погодиться з тим, що розрахунок правильний, посилаючись на слабку підготовленість своїх учнів. Справді, якщо витрати часу значно зростають, то це негативний симптом, що свідчить про невміння школярів працювати з книгою. Завдання учителя зрозуміле — формувати необхідні уміння.
Плануючи використання інших методів навчання, розрахунки необхідно скоригувати. Це питання вимагає спеціального і тривалого розгляду. Скажемо лише, що при усному викладі матеріалу вчителем темп пояснення й обсяг вивченого приблизно такі ж, як і при самостійній роботі з книгою. Формулу наближеного розрахунку можна використовувати й у цьому випадку, змінивши коефіцієнти за результатами власних спостережень.
Щоб зробити орієнтовні розрахунки часу навчання, можна скористатися й іншим методом. Для цього потрібно знати, скільки ІСЕТ міститься в навчальному матеріалі і скільки часу йде на вивчення одного ІСЕТ у певному класі (див. мал. 42). У приведеному вище прикладі — навчальному матеріалі з фізики міститься 10 інформаційно-смислових елементів. Восьмикласники засвоюють один ІСЕТ приблизно за 2 хвилини. Щоб вони опанували увесь матеріал, треба витратити на вивчення близько 20 хвилин.
Маючи такі орієнтовні показники, учитель може обґрунтовано планувати витрати часу на всіх уроках, а крім того, розраховувати час, необхідний і для виконання домашніх завдань.
Учителі, які випробували цю методику, відзначили, що її варто використовувати і при вирішенні завдання навчати учнів учитися. Раціональне витрачання часу є суттєвим показником цього уміння. Як підтвердили дослідження, наші учні мало читають ще й тому, що багатьох відлякує значний обсяг матеріалу, а скільки часу піде на вдумливе опрацювання матеріалу, не зазначається ніде. Сьогодні деякі книги уже мають індекси МНЧ.
Якість оптимізації уроку значно підвищиться, якщо усі параграфи, теми, розділи підручників будуть мати індекс МНЧ. Заміри часу в класах не вимагають багато часу і сил, а користь дають велику.
.