Количественная оценка сложности изучения электрического и магнитного полей в различных учебниках физики (Quantitative Assessment of the Complexity of the Electric and Magnetic Fields Study in Various Physics Textbooks)

Abstract

Russian Abstract: Совершенствование учебников и учебных пособий предполагает разработку и развитие количественных методов оценивания дидактических характеристик тех или иных элементов учебного материала. Значительный интерес представляет собой проблема определения дидактической сложности учебных текстов по электродинамике, связанных с введением понятий «электрическое поле» и «магнитное поле». Цель исследования состоит в разработке объективного метода количественной оценки сложности вопросов курса физики и применении данного метода для определения сложности изучения электрического и магнитного полей в различных учебных пособиях по физики для школы и вуза. При этом учебный текст рассматривается как совокупность предложений, каждое из которых несет определенную идею и состоит из «обычных» слов и научных терминов. Считается, что сложность предложения равна сумме сложностей понимания входящих в него слов (терминов). Сложность термина может быть охарактеризована коэффициентом свернутости, равным числу слов в объяснении соответствующего понятия. Показателем сложности текста является средняя сложность предложения, которая находится как произведение средней сложности слова на среднее число слов в предложении. Нами применялась специальная компьютерная программа, которая анализировала файл и подсчитывала число использований каждого термина и суммировала их сложности. При этом она обращалась к словарю-тезаурусу — специальному файлу, содержащему перечень терминов и соответствующие им коэффициенты свернутости. Для оценки сложности формул, входящих в учебный текст, формулы заменялись словесными описаниями, и получившийся файл также анализировался с помощью компьютерной программы. В статье представлены результаты контент-анализа семи параграфов из различных учебников физики для школы и вуза. Они позволяют утверждать, что разработанная методика оценки коэффициента свернутости учебной информации и сложности текста эффективна и дает правильные результаты.

English Abstract: Improvement of textbooks and manuals assumes the creation and development of quantitative estimation methods of didactic characteristics of these or those learning material elements. Not small interest is represented by the determination problem of didactic complexity of the educational texts on electrodynamics connected with introduction of the concepts "electric field" and "magnetic field". The research aim is to develop an objective method of quantitative complexity assessment of the physics course issues and the use of this method to determine the complexity of the study of electric and magnetic fields in various textbooks on physics for schools and universities. At this the educational text is considered as a set of sentences, each of which carries a certain idea and consists of “ordinary” words and scientific terms. It is supposed that the sentence complexity is the sum of the complexity of understanding each words (terms). The term complexity can be characterized by the folding coefficient which equal to the number of words in the corresponding concept explanation. To find the text complexity it is necessary to multiply the folding coefficient by the average quantity of words in the sentence. We applied the special computer program which analyzed the file and counted number of the each term uses and summarized their complexities. Thus it addressed to the dictionary-thesaurus, — special file containing a list of terms and folding coefficients corresponding to them. To assess the complexity of the formulas included in the educational text, they are replaced by verbal descriptions, and the resulting file is also analyzed using the computer program. Results of the content analysis of seven paragraphs from various physics textbooks for school and higher education institution are presented in article. They allow us to claim that the developed methodology of the folding coefficient assessment for educational information and complexity of the text is effective and gives the correct results.

Note: Downloadable document is in Russian.

Keywords: didactics, concept, training, complexity, knowledge folding, educational text, textbook, physics, electrodynamics

JEL Classification: UDC 37.02