КурсовароботаДидактичнийексперимент у трудовому навчанні
План
1. Суть експерименту та проблемареалізації в трудовому навчанні.
2. Типи експерименту, їх загальнахарактеристика.
3. Планування пошукової роботи.
4. Методика проведення експерименту.
5. Математична обробка наслідків експерименту.Критерії оцінки.
6. Аналіз підсумків експерименту.
1. Сутьексперименту та проблема реалізації в трудовому навчанні
Разом ізспостереженням експеримент є важливим методом теоретико-пізнавальної діяльностілюдства. Але, якщо спостереження є способом пізнання об’єктивного світу, щогрунтується на безпосередньому сприйнятті речей та явищ за допомогою органівчуття і використовується головним чином для вивчення наявного досвіду, тоексперимент передбачає втручання у навчально-виховний процес та перетворенняумов, у яких відбувається виучуване явище.
Як показуєпрактика, з метою будь-якого експерименту є перевірка гіпотез про причинно-наслідковізв’язки між явищами: дослідник створює чи вишукує певну ситуацію, приводить удію гіпотетичну причину та спостерігає за змінами у природному ході подій,фіксує їх провідність чи невідповідність науковим припущенням. Найважливішаособливість експерименту полягає у тому, що дослідник сам організовує процес,який необхідно вивчити. Суттєвою ознакою також є регулювання умов проходженняпроцесу. Наступна особливість визначається контролюванням цих умов. Четвертаознака (яка властива також і для інших методів) — надання експериментовіхарактеру наукової проблеми, а також верифікація відповідної робочої гіпотези.
Слід зазначити,що експеримент, у якому проявляються всі чотири попередні умови, єлабораторним; відсутність першої характеризує експеримент як природній.
Що стосуєтьсяспостереження, то воно не має перших трьох вказаних особливостей (ознак) іпроводиться у наявних умовах; при цьому інколи доводиться очікувати появивиучуваного явища чи процесу.
Експеримент якдослідницько-перетворююча діяльність є конкретною формою практики, тому йогорезультати здатні виступати критеріями істини. За допомогою педагогічного експериментуможна розв'язувати різноманітні завданнядослідження.
Найтиповішими формамипроведення дидактичного експерименту з трудового навчання можуть бути заняття ушкільних навчальних майстернях, коли клас (26 учнів і більше) ділиться наконтрольну та експериментальну групи, приблизно рівноцінні за своїм складом.Завданнями дослідження у таких ситуаціях найчастіше виступають дидактичніпроблеми трудової підготовки. Так, наприклад, при ознайомленні учнів 5 класу зтехнологічним процесом виготовлення деталі (виробу) з деревини може виникнутизавдання: з'ясувати, яким чином учителеві найдоцільніше проводити роботу, — чипояснити учням весь технологічний процес відразу при вступному інструктуванні,а потім приступати до виготовлення деталі (виробу), чи краще спочаткуобмежитись однією операцією, а з кожною наступною ознайомлювати школярів у мірупрактичної реалізації попередньої. Навчання у контрольній та експериментальнійгрупах повинен вести один учитель та подавати абсолютно однаковий матеріал; цедозволяє забезпечити учням приблизно рівні умови. Час на реалізацію завданнянеобхідно виділяти теж однаковий. Після проведеної роботи необхіднопроаналізувати ефективність трудових дій, якість виконаного завдання та ін.
Предметом дослідження утрудовому навчанні може бути і виховний вплив праці на школярів під час занятьу навчальних майстернях. У цьому випадку доцільно організувати та провестиексперимент, який підтверджував би ефективність заміни індивідуальної формиорганізації праці школярів на колективну (ланкову, бригадну, поточну) у 7-8класах тощо.
Експеримент можна застосуватиі при перевірці гіпотези про пропорційну залежність ефективностінавчально-пізнавальної діяльності учнів від системного використання наочнихзасобів. Суть цієї творчої роботи полягає у тому, що в різних варіантах (припоясненні та закріпленні техніко-технологічних відомостей, при інструктуваннішколярів до виконання практичних завдань, при виготовленні виробів, приперевірці та обліку знань) для учнів експериментальних класів пропонуєтьсябільш широкий об'єм та дещо інша система використання наочності, ніж дляконтрольних.
Можливості проведенняекспериментальної роботи на заняттях із трудового навчання практичнонеобмежені, хоча при цьому виникає багато різних проблем. Однією з них можебути відсутність у школі паралельних класів, де б навчались учні приблизнооднакового рівня розвитку. А поділ учнів одного класу на контрольні таекспериментальні групи і проведення з ними навчально-виховної роботи вчителем урамках певного заняття створює проблему організації навчального процесу.
Проблема може виникнути і вплані розуміння суті експерименту. Дуже часто вчителі трудового навчання (як іокремі теоретики дослідження проблем трудової підготовки) ототожнюють поняттяексперименту з дослідною практичною роботою. Наукові факти можуть бути зібраніу результаті обох видів пошукової діяльності. Дослідна практична робота, якщовона проводиться протягом тривалого часу, дозволяє робити висновки пропедагогічні результати системи в цілому і певною мірою має переваги надвивченням впливу окремих засобів, що використовуються у експерименті. Та,дослідна практична діяльність оцінює результат впливу багатьох чинників упедагогічному процесі, але дія кожного з них, як правило, є недостатньовиявленою. Експеримент використовується для вивчення конкретних чинників, длявиявлення невипадкових залежностей між педагогічними впливами та їхрезультатами у спеціально створених експериментальних умовах.
Слід також зазначити, що навідміну від вивчення педагогічного явища (факту) у природних умовах шляхомбезпосереднього спостереження, експеримент дозволяє: а) штучно відділятидосліджуване явище від інших; б) цілеспрямовано змінювати умови педагогічноїдії на іспитників і стежити за результатами; в) повторювати, змінюючи, окремівиучувані педагогічні явища приблизно в тих же умовах (за тією ж програмою):можна повторювати уроки в паралельних класах, доручення для учнів тощо.
У процесі експериментальногодослідження треба враховувати, що у ньому беруть участь діти; їх навчання тавиховання неможливо організовувати як-небудь. Не слід також довільно змінюватихід процесу, випробовуючи підряд різноманітні ситуації, якщо це може спричинитишкоду як розвиткові дітей, так і об'єктивності одержаних фактів.
2. Типи експерименту, їхзагальна характеристика
Вивчаючи питання класифікаціїексперименту, необхідно звертати увагу на найхарактерніші ознаки цього видупедагогічного дослідження: цілі, умови проведення, структуру, час, специфікузавдань, кількість визначених чинників та ін. Класифікувати методипедагогічного експерименту можна за такими ознаками:
а) умовами проведення — відкриті та закриті;
б) цілями дослідження — констатуючі, формуючі (конструюючі, творчо-перетворюючі), контролюючі;
в) специфікою поставленогозавдання — наукові та прикладні; проективні та ретроспективні;
г) часом дії — довготриваліта короткочасні;
ґ) характеромекспериментальної ситуації – контрольовані (ідеальні) та неконтрольовані(реальні);
д) структурою виучуванихпедагогічних явищ — прості та складні;
е) кількістю враховуванихчинників — однофакторні та багатофакторні;
є) організацією проведення — лабораторні, природні та комплексні.
Ця класифікація є неповною,оскільки в педагогічних дослідженнях використовуються певні типи (види)експерименту, запозичені з інших галузей наукового пізнання, зокремасоціології. Крім того, педагогічний експеримент може мати одночасно декількаознак, що вносить певні корективи у їх класифікацію, як, наприклад: експериментпростий, однофакторний, короткочасний, констатуючий, закритий, що проводиться уприродних умовах тощо.
Окремі науковці вважають занеобхідне визначати не типи чи види експерименту, а його етапи. Якщо,наприклад, деякі автори (В.І. Загв'язинський, В.І. Журавльов, І.Ф. Харламов таін.) за цілями дослідження ділять експеримент на констатуючий, формуючий(конструюючий), контролюючий, то інші (зокрема, Г.І. Щукіна) вважають цеетапами одного складного педагогічного експерименту:
1-й етап — констатуючийексперимент, який проводиться на початку дослідження і має на меті виявленнястану виучуваного питання чи явища, одержання «копії» та побудовуйого схематичної моделі.
2-й етап — формуючий(творчий) експеримент, який здійснюється на базі даних попереднього етапу, ійого завданням є активна зміна педагогічного явища чи процесу відповідно догіпотези та цілей дослідження. У цьому випадку формуються нові зв'язки івзаємостосунки між учасниками педагогічного процесу. Дослідник перетворюєодержану на попередньому етапі інформацію відповідно до виявлених тенденційрозвитку навчально-виховного процесу і таким чином створює умови, які повиннісприяти формуванню нових рис (властивостей) цього процесу.
3-й етап — контролюючийексперимент, який може перевіряти окремі положення, факти, дані, підтверджуватигіпотезу, а також валідність результатів формуючого експерименту. Дослідникможе контролювати як всі змінні, що піддаються дослідженню, так і окремі,найбільш важливі.
Такі підходи до класифікаціїексперименту не є суперечними, вони лише висвітлюють різноманітні сторони цьогоскладного і багатогранного методу. Через те педагогічному експериментовіпритаманні одночасно різні риси.
За специфікою поставленогозавдання розрізняють наукові та прикладні експерименти; наукові скеровані нанабуття нових знань, прикладні — на одержання практичного ефекту. Дуже часто удослідженнях ці дві функції взаємопов'язані.
Прикладні експериментиздебільшого ґрунтуються на теоретичних положеннях, істина яких вже неодноразоводоведена. Їх мета — перевірити, чи приведе певне нововведення у конкретних умовахдо бажаних результатів. У наукових експериментах крім теоретичної та прикладноїфункцій існує і методична, яка служить засобом перевірки ефективності певнихпроцедур та прийомів збирання і аналізу емпіричної інформації. Особливостяминаукового та прикладного експерименту є описування педагогічного процесу черезструктуру змінних і точне формулювання гіпотези.
Як і при спостереженні, вексперименті важливу роль відіграє виділення та визначення змінних: залежних,незалежних і опосередкованих. Тут змінними можуть бути: вік учнів, рівеньосвіченості, рівень розвитку інтелекту, мотивація та інтереси учнів, часреакції на певні подразники, психічне врівноваження, успіхи у навчанні та ін.При проведенні експерименту для дослідника важливим є визначення залежноїзмінної та її зв'язків з тими чинниками, від яких вона залежить. Перетвореннязалежної змінної слід розглядати як наслідок дій, як вплив на неї однієї чикількох незалежних змінних. Якщо, наприклад, ми досліджуємо залежністьформування теоретичних знань чи практичних умінь і навичок від рівня розвиткуінтелекту, то рівень розвитку інтелекту вважається незалежною змінною, а час,що витрачається на формування знань, умінь та навичок — залежною. У тихвипадках, коли трапляються кілька незалежних змінних, то ті з них, які маютьнайбільший вплив, називаються головними, а менший — другорядними. Поряд з нимиу досліджуваному процесі можуть з'являтися опосередковані змінні, якіпідсилюють або послаблюють дію незалежних. Тобто мова йде про спотворюючізмінні. До них можна віднести, наприклад, час дослідження (що визначає, наякому — першому, другому чи останньому — уроці проводиться експеримент,ставлення іспитників до дослідника й самого дослідження, спосіб вимірюваннязмінних тощо.
Описування досліджуваногоявища через виділення незалежної, залежної та опосередкованої змінних є,безсумнівно, певним спрощенням реальності. Передумовами виділення їх структури,як основи експерименту, виступають, з одного боку, фактичні дані про виучуванеявище, його емпіричне описування, з іншого — певний рівень теоретичної розробкипроблеми, що дозволяє висувати концепцію функціонування та розвитку об'єктадослідження, формулювати пояснюючі гіпотези. Тому експеримент неможливий інедоцільний на початкових стадіях пошукової роботи: до проведення деякихрозвідувальних (зондувальних) та описових (аналітичних) досліджень у данійгалузі і теоретичного узагальнення їх результатів.
3. Планування пошуковоїроботи
Рівень проведенняексперименту залежить від багатьох чинників, зокрема від якості йогопланування. Сюди можна віднести такі компоненти, як актуальність досліджуваноїпроблеми, обґрунтованість основної гіпотези, досвід експериментатора, йоговміння передбачувати та долати різні перешкоди у забезпеченні зовнішньої тавнутрішньої валідності, (обгрунтованості). Валідність експерименту — цеступінь, з яким цей вид дослідження вимірює саме ті факти, явища, процеси, длявизначення яких він використовується. Іншими словами, валідність характеризуєвідповідність експерименту (чи іншого методу) своєму призначенню.
План експериментурозробляється у залежності від специфіки завдань та гіпотез дослідження, зодного боку, та матеріальних, соціальних і часових можливостей його проведення- з іншого.
Вироблення завдань та гіпотездослідження розпочинається із постановки мети експерименту і формуванняосновної гіпотези, що зумовлено актуальністю певних педагогічних(психологічних, соціальних) проблем і ступенем їх наукової розробленості.Наприклад, актуальною педагогічною проблемою є ставлення учнів загальноосвітніхшкіл до стану класів, кабінетів, майстерень, інших навчальних приміщень:більшість із них нічого не робить для покращення вигляду будівель, шкільноїтериторії, різноманітних насаджень тощо, не перешкоджає частим випадкам їхзабруднень, нищення, дрібних крадіжок тощо.
Можливо, це пояснюється тим,що на сьогодні під впливом негативних соціальних явищ школа перестає бути дляучнів «своєю», рідною, вони все більше віддаляються від неї. Дітизамикаються у собі, стають індивідуалістами; втрачаються основи для формуваннясоціальних груп із спільними цінностями та нормами (крім уроків трудовогонавчання, де ще залишається порівняно високий ступінь включення індивіда усистему колективної діяльності).
Виходячи із наведенихсуджень, можна, наприклад, провести експеримент, теоретичною метою якого єперевірка гіпотези: у школі, де існує належна матеріально-технічна база длязанять учнів улюбленими видами діяльності (як на уроках, так і в позаурочнийчас), де проводяться цікаві колективні заходи, де школярів залучають доуправління навчально-виховним процесом з'являться (виникнуть), завдяки цьому,такі стосунки, які властиві реальній соціальній групі із спільними інтересами,правилами поведінки, нормами життя і почуттям «ми»; а також у дітейсформується активне позитивне ставлення до школи і вчителів, почуттяпричетності до справи та господаря.
Після формулювання основноїгіпотези відбувається її конкретизація та операціоналізація: визначаються ціліексперименту, висуваються конкретні завдання, формуються робочі гіпотези. Дляїх перевірки виділяються залежні і незалежні змінні, та їх емпіричні показникиі принципові можливості фіксації одержаних результатів. Ці змінні можутьвимірюватись як включеним спостереженням, так і опитуванням
Передпроведенням експериментального дослідження проводиться вирівнювання складуіспитників. Основні прийоми вирівнювання груп такі: 1. Попарний відбір(точкове вирівнювання): використовується у дослідженнях з малими групами іполягає у парному підборі іспитників на основі ознак, виділених як суттєві.
2.Частотне вирівнювання: передбачає зіставленняекспериментальної та контрольної груп у цілому за відсотковим розподілом чисередніми величинами суттєвих ознак. У цьому прийомі є небезпека неоднаковихпоєднань характеристик, якщо кожна окремо однаково розподіляються урозглядуваних групах.
3.Вирівнювання за квотою: допомагає усунути недолікипопереднього прийому. Тут передбачається розподіл для обох груп як окремихознак, так і їх комбінацій.
4.Випадковий розподіл (рандомізація): виконується за правиламивірогідного відбору. Цей прийом вважається найбільш надійним, оскількипроцедури випадкових вибірок детально розроблені, можливий аналіз точності танадійності вибірки, про що мова піде трохи пізніше.
Поєднаннярізних прийомів: забезпечує надійність вирівнювання як великих, так і малихвибірок.
На основі виділених змінних,а також матеріальних, соціальних, часових можливостей проведення дослідженнярозробляється план експерименту. Є різні варіанти планів. У педагогічнихдослідженнях найчастіше використовується план «до-після» зконтрольною групою. План «до-після» є паралельним за логікоюдоведення гіпотези. Він передбачає утворення двох приблизно однакових груп, водній із яких (експериментальній) вводиться в дію експериментальний чинник, а віншій (контрольній) — не вводиться. «До» означає, що в обох групахпроводять вимірювання цікавих для дослідника ознак до початку роботи(наприклад, з використанням констатуючого експерименту). «Після»означає, що вимірювання та аналіз необхідних ознак здійснюється у контрольнійта експериментальній групах відразу по закінченні дослідження. Такий пландозволяє значно підвищувати можливість досягнення внутрішньої валідності: якщогрупи вирівняні за складом та умовами діяльності, то і вплив неекспериментальних(незалежних) змінних повинен бути в обох групах однаковим. Гіпотеза вважаєтьсядоведеною у тому випадку, якщо в експериментальній групі відбулись переміни узалежній змінній, а у контрольній їх не спостерігалось (або значення залежноїзмінної в експериментальній групі відрізняються більше, ніж у контрольній).
На практиці вирівняти всі неекспериментальні чинники не вдається, тому для зменшення впливунеконтрольованих умов доцільно повторити експеримент декілька разів з метоюдосягнення зовнішньої валідності і проводити це, за можливості, з різнимигрупами (вибірками) учнів.
Крім плану«до-після» з контрольною групою, використовують ще такі види планів:«до-після» без контрольної групи; «тільки після» зконтрольною групою; «наче до-після» з контрольною групою. У плані«наче до-після» вимірювання проводиться по одному разу у кожнійгрупі: перед початком формуючого експерименту вимірювання може проводитись лишев контрольній групі, а по його завершенні — лише в експериментальній, абонавпаки.
Згадані вище планиексперименту є однофакторними; тут визначається дія одного чинника (фактора).Багатофакторний план передбачає вплив двох, трьох і більше експериментальнихчинників.
Незалежно від видуексперименту, велике значення для достовірності результатів має зовнішня івнутрішня валідність. Для досягнення внутрішньої валідності необхідно врахуватиі максимально нейтралізувати вплив таких чинників, як: фон (конкретні події, щовідбуваються між першим та другим вимірами), природній розвиток (зміни в учнів,що не пов'язані з конкретними подіями, а виступають як наслідок плину часу),ефекти тестування (вплив перших контрольних зрізів на результати повторноговиміру), похибки, нестабільність вимірювального інструменту (несправністьтехнічних засобів навчання тощо), статистична регресія (наслідок відбору групина основі крайніх показників), відбір іспитників (нееквівалентністьексперимен-тальної та контрольної груп за складом).
Чинники,які ставлять підзагрозузовнішню валідність, репрезентативність експерименту:реакціяіспитників на експеримент; ефект взаємодії складу групи таекспериментального чинника, ефект взаємодії між різними експериментальнимичинниками; умови організації експерименту та його проведення.
Слідзазначити, що ми вибрали найголовніші чинники, які впливають на внутрішню ізовнішню валідність експерименту.
4.Методика проведення експерименту
Аналізнаукових джерел показує, що реалізація цього виду дослідження може бути різною.Часто вивчення подібних питань однієї і тієї ж проблеми вимагає розробки самостійнихметодик.
Розглянемоосновні вимоги до проведення будь-якого типу експерименту.
1.Збирання емпіричних даних — всебічне вивчення вихідного стану розглядуваногооб'єкта, виявлення основних тенденцій його розвитку.
2.Теоретичний аналіз — висування гіпотез, чітка постановка завдань експерименту,розробка та аналіз альтернативних шляхів їх розв'язків.
3. Підготовка до проведеннядослідження — створення таких умов, у яких можливе експериментування; підбіроб'єктів для вивчення, при можливості — їх вирівнювання.
4. Старанна розробкапроцедури експериментальної роботи.
5. Впровадження експерименту- систематичне вивчення ходу розвитку експериментальних змінних і точнеописування фактів.
6. Проведення систематичноїреєстрації (там, де можливо, вимірювань та оцінювань) фактів різноманітнимизасобами і способами з використанням відповідних пристроїв, схем, анкет,тестів, психолого-педагогічних характеристик, математичного апарату.
7. Створення повторюванихситуацій, зміна характеру умов та перехресні впливи, створення ускладненихситуацій з метою підтвердження (або спростування) раніше одержаних даних.
8. Перехід від емпіричноговивчення до логічних узагальнень, до аналізу і теоретичної обробки одержаногофактичного матеріалу.
Фіксування фактичних даних уході педагогічного експерименту, як і при спостереженні, може вестись у формізвичайного запису (суцільного чи вибіркового), стенографічного абомагнітофонного, кіно чи відео зйомки, фотографування тощо.
Обробка фактичного матеріалу,одержаного за допомогою експерименту, розпочинається з розгляду окремих фактівта виявлення особливостей виучуваного явища.
При оцінюванні знань, умінь,та навиків школярів критеріями можна вибрати: а) ознаки повноти; б)усвідомлення засвоєння та дієвості тощо. До ознак повноти засвоєння навчальногоматеріалу належать можливості учня перерахувати всі його основні елементи, дативизначення кожному із них і охарактеризувати ключові моменти.
Усвідомлення засвоєння знань,умінь і навиків полягає в тому, що учень повинен вказати, як пов'язані міжсобою виучувані на уроці поняття і факти, порівняти певні явища, знайти в нихспільні та відмінні риси, розкрити причинно-наслідковий зв'язок подій, процесівта ін.
Ознаками дієвостіопрацьованого програмного матеріалу є здатність учня виконувати вправи звикористанням одержаних умінь і навиків, застосовувати вивчене для аналізуконкретних життєвих явищ.
При оцінюванні виховних тарозвиваючих впливів педагогічних дій застосовуються критерії позитивнихвідношень до цих дій, що виявляються у фіксованих діях учнів, їх судженнях,висловлюваних репліках, емоційних реакціях. Зокрема, на цьому наголошувавЮ.К.Бабанський.
Дуже часто у процесіконстатуючого експерименту при виявленні вихідного рівня сформованості в учнівконкретних якостей, а також у ході чи при завершенні формуючого експерименту,для характеристики напрямку та змісту перетворень цих рис практикуєтьсяпроведення контрольних робіт. Роботи можуть бути письмовими та усними,поточними та підсумковими, груповими та індивідуальними. За їх допомогоюздійснюються цільові зрізи, що фіксують стан експериментальних та контрольнихгруп у моменти проведення дослідження. Контрольні роботи передбачають питаннячи завдання, відповіді на які дають можливість встановити ступінь впливудосліджуваних змінних. Поряд з такими роботами використовуються також тестовізавдання, що не прямо визначають наявність та ступінь сформованості в учнівпевних рис.
5. Математична обробканаслідків експерименту. Критерії оцінки
Одним з недоліківекспериментального дослідження з питань методики трудового навчання тавиховання є недостатнє обгрунтування результатів, більшість із яких маютьописовий характер. Для більшої об'єктивності та достовірності одержаних фактівза допомогою експерименту (чи іншого методу дослідження) необхідновикористовувати математичні методи. Поєднання методів, наприклад, експериментуз математичними методами, дозволить забезпечити адекватне пізнання сутіпедагогічних явищ.
Використання математичнихметодів потребує вмілого оперування певними поняттями, які ми короткоохарактеризуємо.
Імовірність визначає міруоб'єктивної можливості будь-яких подій у певних умовах. Вона виражаєтьсяпростими дробовими числами від нуля до одиниці (на відрізку).
р(х)= m / n, (1.1)
де р(х) — імовірність подій X;
m — число подій (явищ,фактів) що відбуваються;
n — число всіх можливихподій;
Якщо припустити, що
/>
а />,
то /> (1.2)
Якщо ми знаємо значеннявипадкових величин та імовірність їх появи, то можна припустити, що нам відомийзакон розподілу цих випадкових величин. Закон розподілу здебільшого записують уформі таблиці, яку називають ще рядом розподілу випадкової величини. Наприклад,візьмемо клас, де 50 учнів провели контрольну роботу; її результатом сталиоцінки з відповідною частотою повторення (таб.1).
Таблиця 1
Таблиця розподілу випадковихвеличин
Оцінка
Хі
Частота повторення
Fi (m)
1
2
3
4
5
4
8
21
12
5
На основі результатівконтрольної роботи визначимо частку оцінки «3» від загальноїкількості оцінок. Для цього скористаємось формулою 1.2:
/>або42 %
Це означає, що оцінка«3» зустрічається майже в кожному другому випадку за цією контрольноюроботою.
Доцільно зазначити, що рядрозподілу, зображений у табл.1, можна також подати графічно. З цією метою наосі абсцис треба відкласти значення величини (оцінки), а на осі ординат — частоту появи величини (кількість оцінок). У результаті утворюєтьсямногокутник, який називають полігоном частоти (мал.1). У ньому частотаінтервалу віднесена до його центра (що зображено точками).
Якщо частоти зобразитирівномірно по всьому інтервалу, то можна одержати гістограму (мал.2).
/> />
Мал.1. Полігон частоти.Мал.2. Гістограма.
Властивості одержаногорозподілу характеризують відповідними статистиками: середньою арифметичноювеличиною, середнім квадратичним відхиленням, модою, медіаною тощо.
Середня арифметична величинахарактеризує середній рівень значення випадкової величини в конкретних випадкахі обчислюється за формулою:
/>
де Хі — величинаокремих елементів певної сукупності;
fі — частота появиокремої величини;
n — кількість членівсукупності (об'єм сукупності).
У нашому випадку (див. данітабл. 1):
/>
Середнє квадратичневідхилення характеризує розсіювання в дослідженні значення випадкової величининавколо її середнього арифметичного. Середнє квадратичне відхилення обчислюютьза формулою:
/>
/> - середнє квадратичневідхилення;
/> — величина окремих елементівсукупності;
/> — середня арифметичнавеличина;
n — кількість членівсукупності.
У нашому випадку (див. данітабл. 1)
/>
Величину /> (квадрат середньогоквадратичного відхилення) називають дисперсією.
Медіана — середній членупорядкованого розподілу частоти, по обидва боки від якого залишається однаковакількість членів.
Мода. — значення встатистичному розподілі частоти подій, яке повторюється найчастіше.
На графіку медіана Местановить абсцису вертикальної прямої, яка поділяє вирівняну площу полігонучастоти А навпіл (мал. 3). При симетричному розподілі частот Б (мал. 4).Величина середньої арифметичної і медіани Ме однакові.
На графіку мода Мостановить абсцису максимуму полігона частоти А або обсягу максимумудиференційованої кривої частоти Б (мал.5).
Моду можна знайти,побудувавши гістограму (мал.6).
/>
Мал.3.Мал. 4.
/>
Мал.5.Мал. 6.
У процесі дослідження дужевеликих сукупностей, що мають 50 і більше членів, а величини явищ залежать відвипадкових обставин, одержують так званий нормальний розподіл.
Рівень значущості — це часткапомилкових рішень, якими можна знехтувати. У педагогічних дослідженнях рівеньзначущості найчастіше беруть 5% і 1%. Рівень значущості 1% (у цьому випадкуімовірність дорівнює 0,99) вважається достатнім.
Істотна відмінність міжсередніми коефіцієнтами варіації — це відмінність, що за величиною перевищуєту, яка могла б бути обґрунтована випадковими коливаннями.
Нульова гіпотеза — цетвердження, яке роблять на основі статистичних даних, про те, що між кількомавибірковими сукупностями немає істотних відмінностей.
При порівнянні різнихсукупностей, складених на основі наслідків контрольних робіт (чи тестів),важливе значення має система норм оцінок. П'ятибальну шкалу оцінок, при якійконтрольна робота (або тест) оцінюється на 1, 2, 3, 4, 5, у педагогічнихдослідженнях застосовувати не рекомендується. Ця система, крім суб'єктивності,має малу діагностичну цінність, що дуже обмежує її використання.
У контрольних роботах(тестах), де оцінюється рівень знань, умінь, навиків та ін., доцільновикористовувати багатобальну шкалу (систему) оцінок, наприклад 10-бальну,50-бальну. Це набагато зручніше при математичній обробці і, по суті,об'єктивніше визначає справжній рівень оцінок.
Перш ніж розпочатидослідження достовірності різних арифметичних середніх сукупностей, необхідновиявити, чи є істотні відмінності між дисперсіями цих сукупностей. Якщо всукупності n1 елементів і її дисперсія б2, а в другій сукупності n2елементів і дисперсія б22, то для порівняння дисперсійкористуються критерієм Фішера, який обчислюється за формулою
/>/>
при цьому дисперсії обираютьтак, щоб їх відношення було більшим за одиницю або дорівнювало 1.
Коли після визначенняймовірності нульової гіпотези (за відповідними таблицями) з'ясується, щодисперсії значно відрізняються б12>б22і при цьому Fд (дослідне) > Fт (табличного), то можназробити висновок про достовірність відмінностей між сукупностями.
Для перевірки значущостівиявленої відмінності користуються t-критерієм (Стюдента-Госсета), якийобчислюється за формулою
/> де k = ne+nk-2 (k – число ступенів вільності).
Якщо дослідника цікавить недостовірність відмінності між сукупностями, а те, чи достовірна різниця міжрядами будь-яких показників двох сукупностей, зручно користуватись методом /> («ксі-квадрат)або критеріям К.Пірcона.
Найчастіше /> визначають за формулою
/>
де хе – оцінки векспериментальних класах (в %);
xk – оцінки в контрольних класах (в%).
Здобуті дані порівнюють зтабличними.
У педагогічних дослідженняхдуже часто доводиться визначати: чи є зв'язок між вимірювальними ознаками двохсукупностей чи немає. Наприклад, дослідника може зацікавити питання, якщо ученьдосягнув значних успіхів (добре встигає, добре працює) в обробці деревини, точи прагне він досягти також добрих успіхів в обробці металів, чи ні? Або,наприклад, чи факт, що учні добре знають біологію і так само добре знаютьоснови сільськогосподарської праці, може підтвердити закономірність, що учні,які не встигають з біології, так само погано встигають з основсільськогосподарської праці?
Зв'язок між двома явищамиможе виражатись або функціональною залежністю, або кореляційним відношенням.При кореляційному зв'язку певному рядові (або значенню) однієї сукупності можевідповідати кілька рядів (значень) іншої сукупності, які здебільшого точно невизначені. Це пояснюється тим, що при кореляції ми ніколи не можемо точнотвердити, що якесь явище залежить лише від одного фактора (чинника). Наприклад,якість практичної роботи учня на токарному верстаті залежить від йоготеоретичної підготовки з токарної справи, але, крім того, на якість можутьвпливати і інші чинники, зокрема, рівень знань з основ наук (фізики,математики, креслення), практичний досвід, умови роботи, настрій учня тощо.
У статистичних дослідженняхпоказником щільності значень двох явищ (зв'язок між х та у) виступає коефіцієнткореляції, який позначають Ф або r або r. Коефіцієнт r називають ще коефіцієнтомлінійної кореляції.
Коефіцієнт r завжди міститьсяна інтервалі між +1 та -1, тобто -1
Якщо r=0, то між двомаявищами немає зв'язку, якщо r=-1, то це вказує на від'ємний (негативний)зв'язок між явищами, тобто при збільшенні х зменшується у.
Слід зазначити, що коефіцієнткореляції не дає підстав для висновків про причини й умови зв'язку. Вінпоказує, що між явищами існує взаємний зв'язок, але не з'ясовує, чим він зумовлюється.Також відсутність лінійного зв'язку між значеннями явищ не означає, що між ниминемає складних взаємозв'язків.
Проаналізуємо деякі способивизначення коефіцієнта кореляції.
1. Обчислення коефіцієнтакореляції (Ф) на основі кількісних ознак. Використовувані у педагогічнихдослідженнях ознаки предметів, фактів, явищ, часто альтернативні, томудоводиться вибирати одну із них. У більшості випадків учням пропонуютьсязапитання, на які вони повинні відповісти „так“ або „ні“.
При альтернативних ознаках коефіцієнткореляції обчислюється за формулою:
/>
де А, В, С, D — окремічастоти 4-пільної таблиці.
При вибірках обов'язковотреба дослідити коефіцієнт кореляції щодо нульової гіпотези та охарактеризуватийого достовірність. Це означає, що необхідно з'ясувати, чи відрізняється Ф від0 настільки, що не можна пояснити випадковістю й відкинути нульову гіпотезу.Якщо можна відкинути нульову гіпотезу, то коефіцієнт кореляції істотно чи дужеістотно відрізняється від нуля.
Для Ф нульову гіпотезу можнаперевірити /> - тестом, тому що між Ф та/> існує зв'язок:
Ф = /> / N
де N=(A+B+C+D) і значення /> знаходять за таблицею підступенем вільності, що дорівнює 1.
2. Порядкова або ранговакореляція (за Спірменом). Якщо значення ознак сукупностей можна систематизуватив порядку зростання чи спадання і при цьому об'єм вибірки невеликий (n
Порядкову кореляцію обчислюютьза формулою
/>
де r — коефіцієнт порядковоїкореляції;
D2 — квадратрізниці обох значень певної величини;
n — об'єм вибірки.
3. Лінійна кореляція (заПірсоном). Лінійну кореляцію застосовують для визначення зв'язку між двоманормально розподіленими кількісними ознаками. Існує декілька методів обчисленнялінійної кореляції. Якщо, наприклад, відомі при дослідженні середні арифметичніі середні квадратичні відхилення, то користуються формулою
/>
де /> - відхилення кожногоокремого значення х відносно середнього арифметичного;
/> - відхилення кожногоокремого значення у відносно середнього арифметичного;
n — кількість порівнювальнихпар;
/> - середні квадратичнівідхилення.
/>
де Рх і Ру –вірогідності (імовірності) появи величин х та у.
Важливе значення уекспериментальному дослідженні (а також при використанні інших методів) маєметодика визначення об'єму вибірки. Щоб зробити надійні висновки з педагогічногодослідження, треба насамперед використати об'єктивні критерії оцінкидосліджуваних явищ та визначити оптимальний об'єм і правильну структурувибірки.
Як показує практика, об'ємвибірки не повинен бути надто малим, тому що висновки будуть недостатньо надійними,і не дуже великими, бо в цьому випадку буде виконана зайва робота.
Об'єм вибірки визначаютьрізними методами. Розглянемо деякі з них.
1. Об'єм вибірки визначаєтьсяза допомогою таблиці досить великих чисел (або відповідної номограми).
Таблиця складається такимчином, що ступінь імовірності р зазначається у першому ряду (горизонтально), авипадкові допустимі помилки подані у першому стовпчику (вертикально). У графах,що знаходяться на місці перетину рядків і стовпчиків, зазначено кількістьдосліджуваних об'єктів (об'єм вибірки). Ми виписали певні дані з таблиці.Наприклад, виберемо ступінь імовірності 95% і приймемо допустиму помилку m=3%: у вибірку необхідновключити 1067 досліджуваних об'єктів (явищ).
2. Визначення об'єму вибіркиза стандартним відхиленням середнього арифметичного.
У цьому випадку користуютьсяформулою помилки середнього арифметичного
/>,
при k95% = 1.95 i k99% = 2.58
з якої виводять об'єм вибіркиn: />
3.Визначення об'єму вибірки на основі результатів попереднього експерименту.
Дляцього використовують формулу обчислення t-критерію (Стю-дента-Госсета)
/>
Враховуючиобставину, що і в контрольних, і в експериментальних групах (класах)вибирається однакова кількість учнів, тобто n1=n2=n,можна записати:
/>
звідки
/>
Розглянемоостанній метод визначення об'єму вибірки на конкретному прикладі. Нехай припопередньому експерименті у контрольній та експериментальній групах було по 10учнів. Результати експерименту за 10-бальною системою розподілились такимчином:
/>/>
/>/>
Скількинеобхідно взяти додатково у контрольну та експериментальну групу учнів, щоб при95%-му ступені ймовірності результати дослідження можна було вважатистатистично достовірними?
Затаблицею t-критерію визначаємо, що при 20 ступенях вільності
t =95%, t = 2,09 » 2. />
Отже, щоб результати булистатистично достовірними, необхідно в експериментальні та контрольні групи(класи) ввести по 52 учні, а всього 104 учні.
6. Аналіз підсумківексперименту
Аналіз зібраних даних придослідженні фактів є не менш важливою та відповідальною справою, ніж їхзбирання, накопичення. Підготовкою до такого аналізу буде систематизаціяодержаного фактичного матеріалу та його опрацювання, про що ми певною міроюзгадали у попередньому пункті лекції.
Подальше осмислення тазіставлення систематизованого і опрацьованого матеріалу дозволяє дослідниковізробити узагальнення та відповідні висновки. Систематизація та опрацюваннязібраних фактів полегшується, якщо процес їх накопичення проводився свідомо, а немеханічно, якщо дані експерименту (чи інших методів дослідження) постійнофіксувались та супроводжувались необхідними коментарями.
Накопичені факти продіяльність учнів аналізуються за визначеними наперед показниками дляоцінювання. Так, наприклад, при дослідженні впливу методів мислительноїдіяльності на розв'язування учнями технічних задач можуть бути визначені такіпоказники (параметри):
1. Хід розв'язку технічноїзадачі. Правильний хід позначається знаком „+“, неправильний — знаком»-", частково правильний — знаком «0».
2. Ступінь усвідомленнявикористовуваних правил та прийомів розв'язування задачі. Якщо учень прирозв'язуванні конкретної технічної задачі використовує загальне правило (закон)та дає обгрунтування в узагальненій формі, то його дії відмічаються оцінкою«3»; при частковому, неповному обгрунтуванні ставиться бал«2»; якщо учень розуміє правильність використовуваних ним прийомів,але не може їх обгрунтувати, йому ставиться оцінка «1»; якщо він неможе пояснити, чому він використав той, а не інший алгоритм розв'язку, то йогодії відзначаються знаком «0».
3. Швидкість розв'язку, щовиражаються витраченим на вирішення задачі часом.
4. Розв'язування технічноїзадачі кількома можливими способами, що свідчить про високий рівень програмнихзнань та вмінь, а також про вміння використовувати знання методів розв'язку напрактиці.
Відповідні показники, яківиражені прийнятою дослідником системою позначень, вносяться у зведену таблицю,де за алфавітом розташовуються прізвища учнів з показниками кожного із них завиділеними параметрами. Така зведена таблиця дає уявлення про результатипершого зрізу у контрольній та експериментальній групах і відображає підсумокпопереднього аналізу. При проведенні повторних експериментів з тим же складомучнів нові показники для порівняння можна записувати іншими кольорами у ту самутаблицю.
На завершення слід зазначити,що педагогічний експеримент не обмежується сумою фактів, які одержав дослідник.Вищим ступенем пізнання є теоретичне мислення, яке шляхом різноманітних абстракційопосередковано може відображати зв'язки, що існують між педагогічними діями таїх результатами.
Література
1. Методы педагогическогоисследования: Лекции / Под ред. канд. пед. наук В.И. Журавлева: Учеб. пособиедля студентов пед. ин-тов. — М.: Просвещение, 1972.
2. Методы сбора информации в социологических исследованиях. Кн. 2.Организационно-методические проблемы опроса. Анализ документов. Наблюдение.Эксперимент /Отв. ред. В.Г. Андреенков, О.М. Маслова. — М.: Наука, 1990.
3. Оконь В. Введение в общуюдидактику: Пер. с польск. Л.Г. Кашкуревича, Н.Г. Горина. — М.: Высш. шк., 1990.
4. Сметанін Д.А. Проматематичну обробку результатів експерименту з питань методики трудовогонавчання // Методика трудового навчання: Республіканський науково-методичнийзбірник. Вип. 8.-К.: Радянська школа, 1974. — С. -102-130.
5. Сорокин Н.А. Дипломные работы впедагогических вузах: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов. — М.:Просвещение, 1986.
6. Тхоржевський Д.0.Методика, трудового iпрофесійного навчання та викладання загальнотехнічних дисциплін: Навч.посібник. -3-тє видання, перероб. і допов. — К.: Вища шк., 1992.