Курсовая работа: Использование компьютерных программ для повышения качества обученности студентов Челябинского государственного политехнического техникума по дисциплине "Гидравлические и пневматические системы"
СОДЕРЖАНИЕ
Тема: «Использование компьютерных программ для повышения качества обученности студентов Челябинского государственного политехнического техникума по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы».
Содержание:
Введение.
Глава 1. Развитие компьютеризации учебно-воспитательного процесса и анализ влияния этого процесса на качество обученности.
1.1. Этапы развития вычислительной техники и качество обученности.
1.2. Принципы разработки ППС ВТ (педагогические программные средства вычислительной техники) и целесообразность внедрения в процесс обучения ЭВТ.
1.3. Компьютер как инструмент педагогического исследования.
1.4 Повышение эффективности использования средств вычислительной техники в процессе обучения.
Введение.
Современные социальные условия в нашей стране особенно остро ставят проблему бережного отношения к ценнейшему ресурсу нации – её молодому поколению. Безработица молодежи или несоответствие профессии и квалификации может превратиться в реальную угрозу для российского общества, для сохранения его целостности и стабильности.
История всей мировой цивилизации показывает, что наиболее приоритетной ценностью сегодня становится система образования как один из важнейших социальных институтов, формирующих общественное сознание. Формирование навыков использования различных источников информации, эффективного её поиска и анализа есть важная задача образовательной системы.
Это, наряду с формированием общей информационной культуры, представляет собой определяющий фактор в расширении кругозора учащихся и в закладывании основ универсального воспитания знаний при огромном потоке информации, обусловленном обилием изучаемых дисциплин. Благодаря внедрению в образовательную практику новых информационных технологий (НИТ), повышающих наглядность представления знаний, учащийся получает возможность глубже ознакомиться со спецификой каждой из наук при выборе направления своей будущей деятельности.
Сегодня и в училищах, и в техникумах, и в ВУЗах накопилось немало противоречий, которые необходимо преодолеть ради повышения эффективности и качества современного образования, от которого напрямую зависит интеллектуальный потенциал следующего поколения и судьба России в целом.
Вот некоторые из них:
- несоответствие требований, предъявляемых современным обществом к образовательной подготовке учащихся, и фактического уровня последней;
- несоответствие постоянно возрастающего объёма новых знаний реальным срокам и методикам обучения, по сути остающимся неизменными, с их однообразием приёмов и методов обучения, часто не отвечающих разнообразию склонностей и способностей учащихся.
В последние годы все эти противоречия явно усилились и привлекли к себе особое внимание, потребовав поиска эффективных путей их разрешения, основанных на реорганизации системы образования.
Исторически сложившиеся традиции российского образования имеют коренные отличия от западных. Требуется провести колоссальную работу, чтобы, учитывая опыт зарубежных коллег, эффективно использовать НИТ в учебном процессе. Нельзя забывать и о переподготовке кадров, что особенно важно в современном быстро меняющемся мире. Речь должна идти о постоянном сетевом обновлении электронных педагогических баз знаний для
практического обучения новым актуальным методам и методикам в различных областях, определяющих конкурентоспособность на рынке труда.
Все указанные проблемы свидетельствуют о необходимости построения прочного фундамента, в основе которого будут лежать новые подходы, методики и технологии педагогической практики, ориентированные на использование современных информационных технологий в учебном процессе. Это позволит повысить эффективность всего российского образования.
Также важным является создание принципиально новых учебных программ и методик ведения занятий (опережающее образование), отражающих, прежде всего факт трансформации места преподавателя в учебном процессе, формирование саморазвивающейся преемственной преподавательской среды, основанной на креативности и инноваторстве. На первом этапе необходимы также создание электронных библиотек и интеллектуальных обучающих систем, модернизация и развитие существующей инфраструктуры. В целом применение НИТ в образовательном процессе поможет систематизировать и рационализировать подачу материала с точки зрения его структуризации оптимизации его восприятия без четко определенных междисциплинарных границ. Так, например, открываются перспективы параллельного изложения материала для пересекающихся дисциплин. Это обеспечит увеличение научно-интеллектуального потенциала и, как следствие - процветание российского государства.
Информатизация высшей, средней и профессиональной школы, по существу, есть революционный шаг в области образования. Возникает вопрос: в какой мере информатизация и компьютеризация учебного процесса влияет на качество обученности студентов?
С компьютеризацией обучения во всем мире связаны надежды повысить эффективность учебного процесса, уменьшить разрыв между требованиями, которые общество предъявляет подрастающему поколению, и тем, что действительно дает учебное заведение.
Если же говорить об основных функциях компьютера в учебном процессе,
то он выступает как объект изучения и средство обучения. Каждой из этих функций соответствует свое направление компьютеризации обучения. Первая из них предполагает усвоение знаний, умений и навыков, которые позволяют успешно использовать компьютер при решении разнообразных задач, или, другими словами, овладение компьютерной грамотностью, которую называют нередко “второй грамотностью”. Второе направление видит в компьютере мощное средство обучения, которое способно значительно повысить его эффективность. Указанные два направления и составляют основу компьютеризации обучения.
Когда говорят о достоинствах компьютера в обучении, обычно имеют в виду, прежде всего дисплей (схемы, графики, чертежи, рисунки, движущиеся изображения в цвете и со звуковым сопровождением, причем эти изображения может создавать и сам учащийся). Часто указывают на возможность вести содержательную беседу, диалог с компьютером, причем учащийся не только отвечает на вопросы электронного педагога, но и сам может их ставить и даже вступать с компьютером в спор. Одно из наиболее плодотворных применений компьютера в обучении - использование его как средство управления учебной деятельностью. Именно в этом качестве он может наиболее существенно повысить эффективность обучения.
Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, необходимо решить множество проблем, в первую очередь психолого-педагогических.
Научно-педагогическими предпосылками повышения качества обученности с помощью компьютерных программ являются результаты психолого-педагогических исследований.
На сегодняшний день разработаны и совершенствуются педагогические основы применения новых информационных технологий в образовании (С.А.Бешенков, Ю.С.Брановский, В.С.Збаровский, А.А.Кузнецов и др.). Показаны возможности использования учебного потенциала новых информационных и коммуникационных технологий (А.К.Айламазян, В.В.Вихрев, И.В.Роберт, А.Ю.Уваров и др.). Создаются и внедряются программно-методические комплексы организации обучения в образовательных учреждениях с использованием новых информационных технологий обучения (Т.А.Бороненко, А.П.Ершов, Н.В.Макарова). При этом недостаточно разработанными остаются вопросы приобщения субъектов образовательного процесса к использованию средств новых информационных технологий для получения, обработки, предъявления информации в различных предметных областях, взаимодействия и взаимовлияния педагогов-предметников и учащихся в условиях информатизации образования.
Цель нашего исследования теоретически обосновать и практически доказать повышение качества обученности с помощью внедрения в образовательный процесс компьютерных программ при обучении студентов специальности «ТО и ремонт автотранспорта» по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» (в дальнейшем ГИПС) в Челябинском Государственном Политехническом Техникуме.
Объектом исследования будет являться процесс обучения дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» на ступени среднего профессионального образования (техникум).
Предметом исследования – влияние компьютерных программ на качество
обученности в процессе обучения дисциплине «Гидравлические и пневматические системы».
Гипотеза нашего исследования такова: если в процессе обучения дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» на ступени среднего профессионального образования (техникум) использовать компьютерные программы, то это будет способствовать повышению качества обученности учащихся.
Цель нашего исследования потребовала решения ряда задач:
- Изучение литературы с целью получения информации об использовании компьютеров в процессе обучения.
- Изучение существующих компьютерных программных средств педагогического назначения.
- Экспериментально проверить эффективность использования компьютерных программ на ступени среднего профессионального образования (техникум) на примере преподавания дисциплины ГИПС;
- Изучение методик использования компьютеров на занятиях.
Методы исследования. В ходе диагностического исследования производится теоретический анализ учебной и научно-методической литературы. Был организован и проведен педагогический эксперимент, в рамках которого применялись эмпирические методы исследования – анкетирование, интервьюирование, опрос, обобщение педагогического опыта, психолого-педагогическое тестирование и др. Обработка полученной информации проводилась методом сравнительного и корреляционного анализа. В процессе обработки данных была использована компьютерная программа Microsoft Excel из пакета прикладных офисных программ Microsoft Office.
Глава 1. Развитие компьютеризации и анализ влияния этого процесса на качество обученности.
Этапы развития вычислительной техники и качество обученности.
Прежде чем говорить о развитии вычислительной техники и её влиянии на качество обученности, опираясь на словарные значения, практику рассмотрения термина в интересующей нас области, рассмотрим толкование понятия «обученность». В зависимости от контекста употребления термин «обученность» трактуется как: система знаний, умений и навыков, соответствующая ожидаемому результату обучения. Основные параметры обученности определяются образовательными стандартами[?].
Проанализируем научные толкования понятия «качество обученности».
Слово «качество» производно от слов «как», «какой», «обладающий какими свойствами». В практике обычно пользуются одной из двух трактовок – философской и производственной. В Большой советской энциклопедии дано понятие «качества» как философской категории, выражающей существенную определённость объекта, благодаря которой он является именно этим, а не иным.
Для предмета нашего разговора в этой работе философское понимание качества не имеет сколько-нибудь существенного значения. Именно в философии эта категория не носит оценочного характера, а потому философской трактовке качества бессмысленно ставить вопрос об измерении или иной оценке качества, различии плохого и хорошего качества, низкого и высокого и т.п.
Для решения задач нашей работы большее значение имеет, если можно так выразиться, производственная трактовка, где ключевым для нас становится понятие «качество продукции» как совокупность существенных потребительских свойств этой продукции, значимых для потребителя. Набор этих свойств и кладётся в основу спецификаций на продукцию эталонов, стандартов. При такой трактовке выделяют два признака качества любой продукции:
- наличие у неё определённых свойств;
- рассмотрение их ценности не с позиции производителей, а с позиции потребителя.
Таким образом, качество обученности есть выявленные в результате многоаспектного анализа усвоения и применения знаний, умений и навыков человеком в различных видах деятельности. Критерием качества обученности в этом случае можно считать:
- увеличение количества времени, затрачиваемого педагогом на индивидуальную работу с учащимся;
- обеспечение положительно отношения учащихся к образовательному процессу, повышение мотивации
- повышение качества образования учащихся, т.е. оценки, полученные при выполнении квалификационной работы по курсу.
Раскрыв понятие «качество обученности» попробуем выяснить, существует ли влияние на него вычислительной техники и, каково оно.
Как показывает история, компьютерная техника и информационные технологии находятся в постоянном развитии, причем темпы роста с каждым годом увеличиваются. Разработка новых и преобразование имеющихся компьютерных средств, смена одних поколений ЭВМ другими, совершенствование новых информационных технологий предоставляет новые возможности, которые могут и должны использоваться в сфере образования.
Актуальность разработки и применения НИТ определяется необходимостью решения следующих задач:
- социально-экономических – повышение качества общеобразовательной подготовки учащихся за счет использования возможностей НИТ;
- философских – подготовки специалиста, обладающего современным научным мировоззрением и опытом эмоционально-ценностных отношений к миру знаний;
- научно-педагогических – использование НИТ для разрешения разнообразных психолого-педагогических проблем, в том числе формирования умений и навыков осуществления экспериментально-исследовательской деятельности, а также возможностей применения НИТ в качестве средства учебной, научно-исследовательской и управленческой деятельности.
НИТ как средства обучения несут определенные дидактические функции. Они незаменимы на стадии чувственного восприятия изучаемых явлений и объектов. Задача обучения заключается в том, чтобы, отправляясь от
чувственно-наглядного образа, подвести учащихся к осознанию сущности явления или объекта. Поставляя необходимый информационный материал, наглядные образы выполняют основную функцию – познавательную, обогащая процессы мышления многими деталями. Чувственно-наглядные образы, создаваемые с помощью НИТ, в процессе познания могут при необходимости видоизменяться, совершенствоваться и обогащаться. Наглядные образы также играют важную роль и на стадии абстрактного мышления. Поэтому в обучении в процессе раскрытия сущности изучаемых явлений тоже необходимо широкое использование НИТ.
Однако не всегда внедрение НИТ достигает желаемого результата обучения. Для выявления наиболее значимых этапов и степени их влияния на образование проведен анализ истории развития вычислительной техники, начиная с истоков зарождения инструментального счета до наших дней. В результате выделены следующие ступени, которые оказали необратимое влияние на методику и качество образования: создание персонального компьютера; развитие мультимедиа-технологий; использование локальной сети; подключение к глобальным сетям.
Применение в образовании НИТ оказало влияние на все категории процесса обучения (цели, содержание, виды, формы, методы и др.), внесло изменения в организацию учебного процесса. Так, например, цели компьютеризации образования под влиянием указанных достижений преобразовывались: в начале - «Программирование – вторая специальность» (академик А.П. Ершов), с появлением в достаточном количестве «педагогических программных средств» была выдвинута новая цель: «Компьютерная грамотность». Цель – «Гуманитаризация образования через информатизацию» – стала достижимой с появлением мультимедийных компьютеров, а также с появлением таких программных продуктов как компьютерные энциклопедии, электронные книги, справочники по литературе, живописи, музыке. С развитием мультимедийных технологий компьютер стал средством обучения, способный в наглядной форме представлять различного рода информацию. В настоящее время целями становятся «Информатизация образования» и «Информационная культура». Первое означает, что в любом учебном заведении учащимся и педагогам должна быть доступна любая «электронная» информация по изучаемому предмету независимо от ее физического местонахождения. Второе же предполагает, что учащиеся должны знать правила навигации по огромному океану доступной информации, должны обладать определенной культурой для отбора минимально необходимой информации.
В настоящее время основными направлениями внедрения НИТ в учебный процесс образовательных заведений стали:
- представление знаний и средств обучения, совершенствующих процесс преподавания, повышающих его эффективность и качество;
- формирование культуры учебной деятельности;
- инструмент познания окружающей действительности и самопознания;
- автоматизация процесса обработки результатов учебного эксперимента и управления учебным, демонстрационным оборудованием;
- изучение в рамках освоения курса информатики и вычислительной техники;
- управление учебно-воспитательным процессом, учебными заведениями;
- распространение передовых педагогических технологий.
И как следствие происходит развитие творческого потенциала обучаемого, способностей к коммуникативным действиям, умений экспериментально-исследовательской деятельности; культуры учебной деятельности; интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса, повышение его эффективности и качества; реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества (подготовка специалистов в области информатики и вычислительной техники; подготовка пользователя средствами НИТ).
Таким образом, можно отметить, что каждый новый этап развития информатики и вычислительной техники предлагает новые возможности. В совокупности новые информационные технологии и компьютерные средства повышают качество и эффективность образования, но вместе с тем предъявляют и свои требования.
В настоящее время в статьях журналов " Информатика и образование", “Компьютер-пресс”, “Наука и жизнь” и других, в работах отечественных и зарубежных авторов, с помощью различных средств массовой информации широко обсуждаются вопросы о компьютерном обучении, обучающих машинах, специализированных учебных помещениях, оснащенных современной технической документацией и так далее. Основное внимание обращено на сложность управления современной техникой, используемой в обучении.
Функционирование компьютера достаточно сложно, в связи с чем педагогика, будучи не в состоянии самостоятельно освоить это техническое средство, прибегает к помощи программистов, инженеров. Очень часто получается так, что специалисты в области компьютерной техники сами определяют и предписывают пути использования электронно-вычислительной технике в процессе обучения. Такая ситуация для педагогики удачна и неудачна. Удачной называется ситуация, при которой компьютер расширяет возможности педагога, обеспечивает более успешное формирование некоторых структур знаний и умений, предоставляет новые возможности в изучении учащихся, индивидуализации обучения. Педагогически неудачной можно назвать ситуацию бесконтрольного использования компьютерных программ, людьми, ограничивающими свое общение с компьютером лишь игровыми программами, что влечет за собой сужение психических возможностей интеллекта за счет ограничения его рамками лишь программ функционирования компьютера. Становится безусловным определение того, как необходимо поступать педагогу при разработке содержания компьютерного обучения, что следует передать посредством автоматизированной обучающей системы, а что оставить за педагогом.
В данный момент все согласны с тем, что педагоги должны принимать самое активное участие в составлении обучающих программ. Это бесспорно, но нельзя признать верным мнение, будто учитель или группа энтузиастов смогут создать достаточно эффективные учебные материалы. Можно не сомневаться в том, что они создадут, например, программы направленные на усвоение некоторой темы или на выполнение лабораторной работы. Но для разработки обучающих программ требуется иной подход, обеспечивающий достижение многих, в том числе и отдаленных целей, предусматривающих построение модели учащегося и т.д. Поэтому на вопрос, может ли педагог самостоятельно создать программу компьютерного обучения для целого учебного курса, следует ответить так - может, если он является одновременно крупным специалистом соответствующей области знаний, психологом, дидактом, методистом, программистом. Если он к тому же владеет мастерством редактора, художника и может работать не менее 24 часов в сутки. Только коллектив, куда входят специалисты указанных профилей, может взять на себя решение такой задачи, создать полноценные обучающие программы для учащихся.
Возможность применения микро ЭВМ на уроках зависят от программного обеспечения машин. Все используемые на занятиях программы можно условно разделить на обучающие и учебные. Обучающие программы создаются для того, чтобы заменить учителя в некоторых видах его деятельности (при объяснении нового материала, закреплении пройденного, проверки знаний и т.п.). Цель учебных программ - помочь ученику в его познавательной деятельности, работе на уроке. Использование учебных программ осуществляется при участии и под руководством учителя. С помощью учебных программ можно выполнить разнообразные вычислительные операции, анализировать функции, строить и исследовать математические модели различных процессов и явлений, использовать графику машины для повышения наглядности изучаемого материала.
В учебном процессе ЭВМ не должна просто заменять и подменять собой классную доску, плакат, кино - и диапроектор, натуральный эксперимент. Такая замена целесообразна только тогда, когда использование ЭВМ даст весомый дополнительный эффект по сравнению с использованием других средств обучения. При этом ЭВМ и другие средства обучения должны взаимно дополнять друг друга.
Место компьютера в учебном процессе во многом определяется типом обучающей программы. Некоторые из них предназначены для закрепления умений и навыков. Место таких программ определить не трудно: их можно использовать после усвоения определенного теоретического материала в рамках традиционной системы обучения. Другие программы ориентированы преимущественно на усвоение новых понятий в режиме, близком к программированному обучению. Большинство их обладает ограниченными дидактическими возможностями. Компьютер здесь используется как средство программированного обучения, несколько более совершенное, чем простейшее обучающее устройство, но не допускающее развернутого диалога, содержащее, как правило, фиксированный набор обучающих воздействий. Преобладают обучающие программы, которые реализуют проблемное обучение, особенно “интеллектуальные” обучающие программы (своим названием они обязаны тому, что при их разработке использованы идеи “искусственного интеллекта”). Эти системы осуществляют рефлексивное управление учебной деятельностью, что предполагает построение модели обучаемого. Многие из них генерируют обучающие воздействия (учебные тексты, задачи, вопросы, подсказки). Такие системы, как правило, учитывают правильность ответа, но и способ решения, могут его оценивать, а некоторые - совершенствовать стратегию обучения учетом накапливаемого опыта. Имеются системы, которые могут обсуждать с учащимися не только правильность решения, но и возможные варианты решения, причем в языке, близком к естественному. По мнению педагогов и психологов, знакомившихся с протоколами диалогов, создается такое впечатление, что общались ученик и учитель.
Следующий тип обучающих программ предполагает моделирование и анализ конкретных ситуаций. Такие программы особенно полезны в трудовом и профессиональном обучении, поскольку способствуют формированию умений принимать решения в различных ситуациях, в том числе и экстремальных. Число таких программ в последнее время возросло.
Наконец, можно выделить программы обучение, по которым строится в виде игры. Они способствуют повышению мотивации учения (хотя следует отметить, что соревновательные мотивы, желание, во что бы то ни стало, победить иногда преобладают тут над познавательными мотивами, что вряд ли педагогически оправдано). Игра стимулирует инициативу и творческое мышление, способствует формированию умений совместно действовать (особенно в кооперативных играх), подчинить свои интересы общим целям. Кроме того, игра позволяет выйти за рамки определенного учебного предмета, побуждая учащихся приобретению знаний в смежных областях и практической деятельности. Игры создают предпосылки для формирования у обучаемых всевозможных стратегий решения задач и структуры знаний, которые могут быть успешно применены в различных областях. Немаловажно и то, что обучаемый может свободно принимать решения - как правильные, так и не правильные - и при этом видит, к чему приводит каждое решение
Такое обучение весьма привлекательно для школьников, и многим оно настолько нравится, что они хотели бы осуществлять все учение в форме игры. Приступая к изучению основ вычислительной техники, школьники часто задают вопрос, будут ли использованы при этом игры.
Положительно оценивая игровые программы в целом, следует учитывать, что чрезмерное увлечение играми может дать и нежелательный эффект. Развлекательность может оказать отрицательное влияние на волевые качества школьников: учение и труд не могут основываться на эмоционально привлекательной деятельности. Готовность к труду предполагает волевые усилия, готовность к выполнению даже малоинтересных, но необходимых функций.
В итоге влияние НИТ на качество обученности студентов неоспоримо и предполагает его повышение, однако будет это являться истиной на практике или нет, зависит от очень многих факторов.
В своей работе мы попробуем доказать, что внедрение компьютерных программ в процесс обучения существенно повысит качество обученности.
1.2. Принципы разработки ППС ВТ (педагогические программные средства вычислительной техники) и целесообразность внедрения в процесс обучения ЭВТ.
Используя компьютер, можно изучить процессы, которые в условиях учебного кабинета продемонстрировать невозможно, либо слишком дорого, либо опасно. Практика показывает, что на этапе тренировки, где преобладает самостоятельная работа, компьютер имеет большие преимущества, помогая осуществить дифференцированный подход к каждому учащемуся, вовремя заметить пробелы в знаниях и устранить их. Обладая "бесконечным терпением", машина никогда не "устает", и, если это потребуется, она может повторять упражнения многократно. Таким образом, выделим следующие основные условия реализации принципа дидактической целесообразности создания обучающих программ:
1) установление тех свойств и возможностей имеющейся компьютерной техники, которые позволят повысить качество обучения;
2) обоснованный выбор содержания, методов и форм компьютеризированного обучения, их соответствие целям учебного процесса и рациональному использованию возможностей ЭВМ;
3) четкое определение конкретной роли, задач, места и времени применения обучающей программы;
4) установление связей и отношений с другими средствам и методами обучения;
5) тщательная организация и техническая безукоризненность функционирования обучающей программы.
Принцип дидактической адекватности. ППС ВТ функционирует результативно только в случае, если строятся на основе закономерностей процесса обучения, т.е. если они адекватны природе обучения.
Выделим несколько основных принципов дидактики, каждый из которых в свою очередь определяет систему требований педагогическим программным средствам вычислительной техники.
Принцип целенаправленности заключается в том, что педагогическим процесс взаимодействия педагога с учащимися становится только в том случае, если есть четко осознаваемая обеими сторонами цель. Компьютерные программы имеют четкое целевое назначение, определяемое, прежде всего, их содержанием (литературным, историческим, биологическим и т.д.), характером и сложностью материала, которые определяют возрастные рамки их применения, местом в процессе обучения или воспитания (подготовить к восприятию нового, передать новую информацию, проиллюстрировать, способствовать выработке общих представлений или системы понятий и суждений и т.п.).
Принцип гуманизации и демократизации учебно-воспитательного процесса – обращенность к личности субъектов педагогического взаимодействия, расширения их участия и сотрудничества в нём. Современные технические средства расширяют возможности использования различных методов и приемов в работе со студентами с учетом их возраста, уровня развития и подготовленности. С любой категорией учащихся процесс воспитания и обучения с помощью компьютера можно организовать не только интересно и полноценно по информационной насыщенности, но и адекватно их возможностям. Это делает как педагогов, так и учащихся активными участниками совместной деятельности.
Принцип научности. Этот принцип требует, чтобы содержание учебного материала, отбираемого для создания компьютерных обучающих программ, соответствовало современному уровню развития науки и техники, а способ познания, используемый в программе, был адекватен современным научным методам. Дидактический принцип научности требует, чтобы компьютерные модели в ППС ВТ строились в соответствии с новейшими технологиями, все явления и процессы описывали, опираясь на последние достижения научного знания. Условия и параметры моделируемых процессов должны быть точны, неоднократно проверены. Способы усвоения учебного материала, предусмотренные программой, должны формировать у учащихся умения и навыки научного поиска. Другими словами этот принцип реализуется, когда с помощью компьютерных программ передаются прочно установившиеся в науке знания и показываются самые существенные признаки и свойства предметов в доступной для учащихся форме.
Принцип систематичности и последовательности. При построении ППС ВТ необходимо соблюдать принцип последовательности подачи материала. "Беспорядочное перескакивание с одного вопроса на другой не может обеспечить сознательного усвоения основ науки. Систематичность обучения предполагает усвоение учеником понятий и разделов в их логической связи и преемственности". Этот принцип обеспечивает рассмотрение любого фрагмента учебного материала в ППС ВТ в связи с другими фрагментами в логической последовательности. Следовательно, требуется такое построение ППС ВТ, чтобы новые знания, умения и навыки усваивались в связи с ранее изученным, закреплялись и совершенствовались в определенном порядке - в системе. Принцип систематичности и последовательности предполагает логическую обоснованность последующих вопросов за предыдущими, с тем, чтобы последующее опиралось на предыдущее и подготавливало дальнейшую ступень в познавательной деятельности учащихся. Это надо учитывать при организации материала, отобранного для включения в ППС ВТ, при составлении педагогического сценария программы.
Принцип сознательности, активности и самостоятельности в обучении предполагает такую организацию обучения с использованием ППС ВТ, в которой приобретение знаний, умений и навыков неразрывно связано с активностью и самостоятельностью действий учащихся, с проявлением интереса, увлеченности и инициативных творческих поисков, стремления развивать творческие способности. Наиболее важное требование к ППС ВТ, основывающееся на этом принципе, состоит в том, что, составляя алгоритмы, в соответствии с которыми в программе будет строиться деятельность обучаемого по усвоению материала, разработчику следует позаботиться о положительной мотивации учения. Сформулированность мотивационной сферы учащегося и поддержание соответствующей мотивации являются необходимой предпосылкой эффективности обучения. При создании сценария ППС ВТ следует всесторонне проанализировать, как сделать программное средство таким, чтобы оно вызывало заинтересованность, а не скуку, стремление к познанию, а не разочарование и раздражение. Одним из эффективных средств решения поставленной задачи может быть введение в ППС ВТ игровых компонентов. Наблюдения исследователей подтверждают точку зрения о том, что задания в ППС ВТ должны быть социально или личностно значимыми. Если четко сформулирована учебная задача, имеющая социально или личностно значимое содержание, то учащийся предпочитает эту задачу игре.
Принцип доступности обучения. Обучение должно быть доступным и посильным возрасту, способностям и уровню развития обучаемых - так гласит принцип доступности. На основе этого принципа определяется степень научно-теоретической сложности учебного материала, его объем, формы и методы обучения. В то же время принцип доступности лежит в основе учета индивидуальных и общепсихологических особенностей учащихся в зависимости от их возраста, уровня развития, предмета изучения и других факторов. Следовательно, приступая к отбору материала для ППС ВТ, необходимо знать особенности тех учащихся, для которых предназначена составляемая программа.
Принцип наглядности. Традиционная трактовка этого принципа сводится к тому, чтобы создать у учащегося чувственное представление об изучаемом объекте. Образность, яркость, динамичность демонстраций, реализованных с помощью компьютерной цветной мультипликации для раскрытия наиболее сложных явлений и процессов, значительно расширяют возможности изобразительной наглядности в учебно-воспитательном процессе. Однако объем материала, включаемого в программу, должен быть оптимальным. Не следует перегружать образную и эмоциональную память учащихся. В ППС ВТ нужно вводить лишь то, что, безусловно, необходимо для достижения намеченных целей обучения. Составители программ часто допускают ошибку, перегружая программу цветовыми эффектами, большим количеством ярких картинок и т.д., полезными лишь с точки зрения "украшения" ППС ВТ. В то же время в процессе создания ППС ВТ следует максимально использовать возможности компьютерной графики для реализации наглядности в обучении.
Принцип природосообразности заключается в том, что воспитание и обучение должны строиться в соответствии с природой и спецификой каждого возрастного этапа развития человека и в соответствии с природой и индивидуальными возможностями. Для реализации этого принципа компьютеры обладают неисчерпаемыми возможностями. Иногда создаются индивидуальные программы обучения и интеллектуальные программы, которые подстраиваются под особенности конкретного учащегося.
Принцип многократности и многоканальности управляющих воздействий как дидактический принцип проектирования компьютерных обучающих программ.
До настоящего времени компьютерные обучающие программы широкого применения разрабатываются на основе обобщения существующего опыта. Однако простое воспроизведение, сыграв свою положительную роль в составлении компьютеризированного обучения, уже является недостаточным.
Полагая, что компьютер лишь средство реализации дидактических принципов, а значит, последние должны задавать тон в решении вопросов использования компьютеров в дидактическом процессе следует рассматривать подход к разработке компьютерных технологий обучения на основе анализа дидактических принципов (принцип наглядности; доступности; систематичности и последовательности; сознательности; индивидуализации обучения; активности и т.д.).
На наш взгляд, данная система принципов не полностью отражает закономерности процесса обучения и, в частности не проясняет управляющие воздействия преподавателя, а, следовательно, не являются полной и достаточной.
В связи со сказанным рассмотрим известную кибернетическую модель обучения – систему «преподаватель - ученик». Преподаватель выступает в ней как адаптивная управляющая система. Адаптационные к учащемуся и к учебному процессу действия задействуют прямую и обратную связи и состоят в следующем:
- диагностические воздействия и информация об их результатах;
- обучающие воздействия и контроль за усвоением;
- корректирующие воздействия и снятие информации об их эффективности.
Данные управляющие воздействия являются по своему характеру однотипными, имеют лишь разные цели. Как видим связи с аналогичными воздействиями и получением обратной информации являются многократно повторяющимися в процессе обучения. Но они не только многократны, но и многоканальны. Преподаватель, как адаптивная система, через многие каналы получает информацию о результатах воздействия (зрение, слух, … ). Передача информации (управляющие воздействия) преподавателем осуществляется также различными способами. Это закономерности педагогического процесса, а, следовательно, их можно и нужно возвести в ранг принципов. Назовем этот принцип как принцип многократности и многоканальности управляющих воздействий преподавателя в ходе педагогического процесса.
По аналогии с рассмотренной, система «компьютерная программа - ученик» должна обладать теми же закономерностями прямой и обратной связи – многократной повторяемостью и многоканальностью, т.е. удовлетворять вышеозначенному принципу. Это требование поставит компьютер как средство обучения на более высокую ступень по сравнению с той, на которой находится это устройство сейчас. Высокая «интеллектуальность», более широкие, по сравнению с обычными техническими средствами обучения, возможности позволят приблизить компьютер по обучающим функциям к преподавателю, при условии учета принципа многократности и многоканальности управляющих воздействий в ходе проектирования компьютерных обучающих программ.
В современных компьютерных программах мы можем наблюдать проявление лишь свойства многоканальности в прямых связях (часто в усеченном виде). Свойство многоканальности обратной связи практически не реализовано. Связующим звеном между человеком и компьютером является только клавиатура или мышь. В лучших обучающих программах, нашедших распространение в учебных заведениях, а именно – программах по изучению иностранного языка, дополнительную обратную связь обеспечивает микрофон и программная обработка голоса обучающегося с целью закрепления навыков аудирования.
А сколько устройств, заменяющих каналы связей между людьми можно подключить к ПК? Некоторые из них могут усилить человеческие каналы связей, например приборы, регистрирующие психофизиологические состояния обучаемого. Эти данные могут быть использованы для управления процессом обучения, для фиксации процесса усвоения учебного материала и т.д. Реализация принципа многократности и многоканальности управляющих воздействий при проектировании компьютерных технологий обучения позволит получить компьютерные программы, адаптирующиеся к психофизиологическому состоянию обучающегося. Таких программ, которые бы действительно учитывали состояние, мотивацию, усвоение обучающегося в настоящее время нет.
Таким образом, компьютеризированное обучение подчиняется той же системе дидактических принципов, что и безмашинное. Задача разработчиков ППС ВТ заключается в том, чтобы, учитывая специфику компьютеризированного обучения, реализовать эти принципы в программном продукте ЭВМ, определить, каким образом максимально приблизить его к природе познавательной деятельности учащихся.
1.3. Компьютер как инструмент педагогического исследования.
Сегодня информационные технологии находят довольно широкое применение в педагогике как науке, а также непосредственно в практике учебно-воспитательного процесса. Наибольшее распространение они получили в таких видах деятельности как дистанционное обучение, учреждение он-лайновых учебных заведений (в основном за рубежом), помощь в системе управления образованием, создание программ и виртуальных учебников по различным предметам, компьютерное тестирование знаний учащихся, проведение телеконференций и т.п.
Применение компьютера в педагогических исследованиях – одна из наиболее слабо освещённых в информационном плане тем и требует дальнейшей разработки.
Проведя анализ имеющейся литературы, мы пришли к выводу, что ЭВМ является необходимым и очень важным инструментом педагогического исследования, потенциал которого далеко не исчерпан.
Благодаря развитию мультимедийных технологий компьютер может осуществлять сегодня сбор и хранение не только текстовой, но и графической и звуковой информации. Для этого применяются цифровые фото- и видеокамеры, микрофоны, а также соответствующие программные средства для обработки и воспроизведения графики и звука (например, Microsoft Звукозапись, Media Player Classic, ACD See, PhotoShop и др). Запись и хранение информации в этом случае рациональнее производить на CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW с помощью устройства CD- и DVD-Writer, либо хранить её на жёстком диске компьютера. Компьютер может хранить на жёстком диске несколько тысяч фотографий и сотни минут звукозаписи. Кроме фиксации текстовой, звуковой и графической информации сегодня возможно применение компьютера в процессе сбора эмпирических данных,
в том числе и для оценки качества знаний.
В силу увеличения разрыва между реальными возможностями и достижениями того или иного способа оценки знаний учащихся, с одной стороны, и требованиями времени, с другой стороны, эти способы совершенствуются и реформируются.
Наиболее важными критериями качества оценки знаний студентов являются объективность, надежность, валидность и точность.
Объективная оценка даёт результаты, которые не зависят от состояния, личных черт характера и количества проверяющих. Объективность оценивания можно обеспечить лишь максимальной стандартизацией её проведения.
Надежность метода оценки определяется уровнем устойчивости результатов, их повторяемости во время дополнительных измерений в стандартных условиях.
Валидность (от лат. Validus - обоснованный) – сложная комплексная характеристика измерений, включающая соответствие требований к оценке, содержанию и сущности объекта измерений, а также совпадение результатов измерения одного признака различными методами и соответствие полученных результатов прогнозируемым.
Точность метода определяет минимальную или систематическую ошибку, с которой можно провести измерение.
Среди существующих методов оценки знаний студентов различают устную и письменную формы проверки знаний, собеседование и тестирование. Эти методы имеют свои положительные и отрицательные черты.
Тестирование относится к современным методам оценки знаний. В педагогике классическим и достаточно полным считают «критериальное» определение К. Ингекампа: «Тестирование – это метод педагогической диагностики, с помощью которого выбор поведения, презентующего предпосылки или результаты учебного процесса, должен максимально отвечать принципам сопоставления, объективности, надежности и валидности измерений. Он должен пройти обработку и интерпретацию и быть приемлемым для применения в педагогической практике».
К положительным чертам тестовой формы проверки знаний относятся:
- высокая объективность процесса измерений и интерпретация результатов;
- возможность обеспечения стандартизации условий измерения;
- достаточная точность, которую можно повысить заменой традиционной четырехбалльной шкалы на более протяженную;
- незначительный уровень влияния субъективных факторов во время измерений.
К отрицательным чертам тестовой формы проверки знаний относятся:
- необходимость обоснованного изменения психологии воспитания и обучения с переходом к высшему уровню состязательности и индивидуализма;
- значительные затраты времени на первичную подготовку материалов для проведения измерений.
Проблема тестового контроля знаний студентов в современных условиях является актуальной. Целью обучения является формирование специалиста, компетентного в конкретной области, знающего основные законы изучаемой дисциплины и способного самостоятельно прийти к их практическим следствиям.
Преподаватель должен опираться на возможности студента, его потенциал, что невозможно без учета индивидуальных особенностей его личности. При этом необходимо учитывать запросы личности обучаемого, его индивидуальный стартовый уровень, особенности его психики и т.д., то есть в условиях групповой работы максимально индивидуализировать процесс обучения.
Учёт индивидуальных особенностей студентов при построении обучающих технологий может существенно повысить эффективность обучения. Но индивидуальная работа со студентами требует от преподавателя больших временных затрат и свидетельствует о необходимости уменьшения количества студентов в группе.
Для повышения эффективности процессов образования очевидна необходимость измерения уровня знаний обучающихся, темпа усвоения новых знаний.
Система измерения прочности, глубины знаний, скорости их усвоения требует создания специального инструмента оценки знаний студентов – теста.
На каждом этапе обучения (модуле) необходимо проводить мониторинг качества усвоения знаний студентами, и, соответственно, каждый этап усвоения знаний будет иметь специфическую структуру теста, отвечающую его задачам.
Тестовый контроль знаний должен обеспечить полный контроль теоретических и практических знаний студентов по рассматриваемому предмету, дать объективную оценку по результатам работы студента по предложенному тесту (по сумме набранных баллов).
Каждый пункт тестового задания может иметь весовой коэффициент (баллы) в зависимости от его сложности, т.е. можно установить соответствующий критерий оценки каждого задания и теста в целом.
Для чего создается база данных тестовых заданий с весовыми коэффициентами по вариантам, которые образуют два массива:
- задание по теории предмета контроля (база данных первого типа);
- задание по практике (умениям и навыкам) – база данных второго типа
(задачи).
Полный контроль теоретических и практических знаний и умений студентов по рассматриваемому предмету возможен в двух вариантах – «ручной» (без применений компьютерных технологий) и автоматизированный (с применением компьютерных технологий).
Таким образом, тесты позволяют качественно и количественно контролировать знания студентов как по теории той или иной области знаний, так и по практическим навыкам решения соответствующих задач.
Кроме того, в силу указанной структуры тестовых заданий по теории, студент вынужден повышать качество теоретической подготовки, т.к. метод контроля требует более детального изучения соответствующих теоретических разделов курса, чтобы иметь возможность создать лучшую конструкцию ответа по теоретическому заданию теста.
Тестирование лучше других средств контроля удовлетворяет основным методическим критериям качества, обеспечивает объективность трех главных стадий процесса оценки: измерения, обработки данных и их интерпретации. Эффективность использования очевидна.
Часто бывает необходимым провести опрос большого количества учащихся, учителей или родителей воспитанников одного или нескольких, иногда расположенных далеко друг от друга, учебных заведений. Традиционно анкетирование проводится с заполнением специально предусмотренной формы на бумажном носителе. Проведение педагогического исследования методом анкетирования требует материальных затрат на изготовление анкет, а так же значительных ресурсов по обработке анкетных данных.
Сегодня стала доступной технология компьютерного и Internet- анкетирования. Она позволяет значительно повысить уровень педагогических исследований, в том числе касающихся качества обученности, охватить большее число респондентов одного или нескольких учреждения образования в одном или разных районах, а так же снизить трудовые затраты по обработке данных.
Для обработки количественных данных полученных в ходе анкетирования, тестирования, ранжирования, регистрации, социометрии, интервью, беседы, наблюдений и педагогического эксперимента часто применяются математические методы исследования с использованием компьютера. Методами математической или статистической обработки результатов педагогического эксперимента называются математические приемы, формулы, способы количественных расчетов, с помощью которых количественные показатели, получаемые в ходе эксперимента, можно обобщать, приводить в систему, выявляя скрытые в них закономерности.
Таким образом, на этапе сбора и обработки данных педагогического исследования компьютер сегодня можно считать незаменимым. Он в значительной мере облегчает работу исследователя по регистрации, сортировке, хранению и переработке больших объёмов информации, полученных в ходе эксперимента, наблюдения, бесед, интервью, анкетирования и других методов исследовательской работы. Это позволяет исследователю сэкономить время, избежать ошибок при расчётах и сделать объективные и достоверные выводы из экспериментальной части работе.
Подводя итог, можно сказать, что организация и проведение ни одного современного педагогического исследования не может обойтись сегодня без применения компьютера. Очевидно, что в будущем, с расширением возможностей ЭВМ по переработке информации и разработкой искусственного интеллекта, а также нового программного обеспечения, компьютер станет не просто многофункциональным инструментом исследования, но и активным участником теоретической и экспериментальной работы. Возможно, он будет способен формализовать и описать явления, считавшиеся ранее недоступными для математической обработки и анализа; будет самостоятельно высказывать гипотезы, делать прогнозы и вносить предложения по ходу исследования.
1.4 Повышение эффективности использования средств вычислительной техники в процессе обучения
Необходимость внедрения компьютерной техники в учебный процесс уже ни у кого не вызывает сомнения. В целом, в образовательных учреждениях довольно много компьютеров, хотя зачастую и устаревших. Однако, эффективность их использования в учебном процессе крайне мала. В основном они используются как "печатная машинка" с возможностью хранения и корректировки разнообразных текстов и в виде учебного пособия на уроках информатики.
Низкая эффективность использования ВТ в процессе обучения отчасти является следствием низкого уровня компьютерной грамотности преподавателей.
Под компьютерной грамотностью понимается умение находить и воспринимать информацию, применяя компьютерные технологии, создавать объекты и устанавливать связи в гиперсреде, включающей в себя все типы и носители информации; конструировать объекты и действия в реальном мире и его моделях с помощью компьютера (Институт новых технологий образования). Она является элементом информационной культуры личности, предполагающей способность человека осознать и освоить информационную картину мира как систему символов и знаков, прямых и обратных информационных связей и свободно ориентироваться в информационном обществе, адаптироваться к нему [ Г.М.Коджаспирова. ТСО и методика их применения].
У преподавателей накоплено большое количество материалов, но они не являются доступными. Как правило, те преподаватели, которые используют ВТ для подготовки занятий, лекций, работают индивидуально, а не накапливают все материалы в единой базе данных школы, техникума, ВУЗа и т.д. Таким образом, масса полезных методических и учебных материалов, которые можно было бы использовать для повышения качества образования, улучшения методической базы, накапливается на локальных жестких дисках преподавателей. Подготовка интерактивных занятий с применением компьютеров удел энтузиастов-программистов, которых среди преподавателей мало.
Подготовка учебных курсов занимает огромное количество времени и средств. Преподаватель знает методику преподнесения материала обучаемым, но не может это сделать с применением компьютера, т.к. отсутствует удобная и простая в использовании среда подготовки занятий преподавателями. Чтобы получить качественный конечный продукт, специалист в той или иной предметной области (основной автор) вынужден сотрудничать с профессиональными программистами, профессиональными психологами, и т.д. Эффективность получаемых в результате программ может быть высокой лишь при условии, что все "соавторы" примерно в равной степени профессиональны, ответственны, добросовестны и т.п., а обеспечить такое сочетание сложнее, чем отыскать одного автора, способного написать хороший учебник.
Необходимо простое в применении инструментальное средство, которое поможет преподавателю самостоятельно создать полноценную обучающую программу без какого-либо вмешательства программистов.
В существующих обучающих компьютерных курсах отсутствует обратная связь с преподавателем. База данных не пополняется и не обновляется.
В компьютерных уроках необходимо обеспечить обратную связь от ученика к преподавателю, что поможет не только повышать качество полученных учениками знаний, но и дополнять сам курс новыми материалами и методиками, повышать творческую инициативу учащихся.
Основная масса существующих обучающих программ оставляет желать лучшего. Это связано с тем, что при их разработке не всегда привлекают преподавателей-методистов, делая упор на качество графики, специальные эффекты и качество программирования. Развитие вычислительной техники, появление мультимедиа и инструментальных пакетов позволяет в настоящее время создавать обучающие компьютерные программы, учитывающие индивидуальные особенности обучаемого, повышая тем самым уровень освоения материала и мотивацию к обучению.
Учебные материалы разбросаны по учебным заведениями и не объединены одной доступной базой данных. Преимущества обмена образовательной информацией между техникумами, ВУЗами и другими учебными заведениями не используются. Нет единых стандартов обмена информацией между учебными заведениями.
Для эффективного использования компьютерной техники в образовательном процессе необходимы простые в применении и изучении инструментальные программные средства, которые помогали бы:
- преподавателю при подготовке занятий и систематизации методического материала;
- учащемуся осваивать новый материал и овладевать новыми технологиями;
- администрации эффективно управлять образовательным процессом.
Эти средства должны быть ориентированы на широкий круг пользователей. Нужна система автоматизации образовательного процесса, ориентированная на широкий круг пользователей с недостаточным уровнем компьютерной грамотности, не требующая серьезной поддержки со стороны квалифицированных программистов.
Как материалы, накопленные преподавателями сделать общедоступными? А как быть с теми материалами, которые преподаватель-энтузиаст уже накопил на своем локальном диске? Как сделать эти материалами полезными в рамках всего техникума, ВУЗа или другого учебного заведения? Преподаватели и методисты могут самостоятельно создавать электронные учебные материалы и пособия на основе собственного опыта накопленных информационных ресурсов и материалов. Будут создаваться базы данных, в которых хранится информация для использования в процессе обучения. В этих базах данных может храниться также информация для преподавателей в виде методик и рекомендаций по созданию учебных пособий, а также учебные пособия по работе с новейшими информационными технологиями. Доступ к этим базам данных может быть обеспечен как с использованием локальных вычислительных сетей образовательных учреждений, так и глобальной сети Интернет. Это позволит создать единую среду дистанционного обучения.
При использовании баз данных естественным было бы рубрицировать информационные ресурсы на основе общепринятых рубрикаторов образовательных ресурсов. Это позволило бы осуществлять обмен материалами на основе единой информационной среды и обеспечивать сквозной поиск материалов в распределенной базе данных.
Подытоживая вышесказанное, повышение эффективности использования средств вычислительной техники в процессе обучения зависит в основе своей от повышения уровня компьютерной грамотности среди педагогов, оснащение их современными и простыми в применении инструментальными средствами для создания обучающих программ без помощи программистов-профессионалов, а также создание и применение единой базы данных педагогических наработок.
1.5 Выводы по первой главе
Подводя итог можно сказать, что мы определили, что качество обученности есть выявленная, в результате многоаспектного анализа, система усвоенных и применяемых знаний, умений и навыков, соответствующих ожидаемому результату обучения, определенного стандартами.
Мы выяснили, что разработка и применение НИТ определяется необходимостью решения ряда задач, таких как: повышение качества подготовки учащегося, обладающего современным научным мировоззрением; применение НИТ в качестве средства учебной, научно-исследовательской и управленческой деятельности и так далее. Решая эти, актуальные на сегодняшний день, задачи происходит развитие творческого потенциала обучаемого, умений экспериментально-исследовательской деятельности; интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса, повышение его эффективности и качества.
Стало несомненным то, что с помощью компьютера, можно изучить процессы, которые в условиях учебного кабинета продемонстрировать невозможно, он помогает осуществить дифференцированный подход к каждому учащемуся, вовремя заметить пробелы в знаниях и устранить их.
Компьютеризированное обучение подчиняется той же системе дидактических принципов, что и безмашинное, следовательно, при разработке педагогических программ нужно лишь учитывать специфику компьютеризированного обучения
Проведя анализ имеющейся литературы, мы пришли к выводу, что ЭВМ является необходимым и очень важным инструментом педагогического исследования, потенциал которого далеко не исчерпан.
Повышение эффективности использования средств вычислительной техники в процессе обучения зависит в основе своей от повышения уровня компьютерной грамотности среди педагогов, оснащение их современными и простыми в применении инструментальными средствами для создания обучающих программ без помощи программистов-профессионалов, а также создание и применение единой базы данных педагогических наработок. Выполнив эти нелегкие задачи, мы убедимся, что компьютерные программы значительно облегчают труд педагога и повышают качество обученности студентов. В экспериментальной части нашей работы мы попробуем доказать, что качество обученности меняется с внедрением компьютерных технологий, причем в положительную сторону.
ГЛАВА 2 ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДОКАЗАТЕЛЬСТВУ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБУЧЕННОСТИ СТУДЕНТОВ ПРИ ПОМОЩИ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
2.1 Теоретическое обоснование опытно-экспериментальной работы по теме
В первой главе нашей работы были рассмотрены теоретические аспекты проблемы повышения качества обученности студентов при помощи компьютерных программ.
Проведя теоретическое осмысление проблемы, изучив материал по этому вопросу, мы сделали некоторые выводы (выдвинули гипотезу), которые требуют от нас экспериментальной проверки.
Выбор основных направлений эксперимента, его обоснование, а также определение экспериментальной базы мы проводили с учетом требований, предъявляемых к качеству обученности студентов.
Для данного исследования важными условиями эффективности проведения психолого-педагогического эксперимента, с нашей точки зрения, являются:
- предварительный теоретический анализ качества обученности студентов, его истории, изучение массовой педагогической практики, различных данных по этому вопросу, чтобы уменьшить поле эксперимента и его задач;
- конкретное обозначение гипотезы с точки зрения ее новизны, необычности, противоречивости по сравнению с привычными установками, взглядами;
- четкое формулирование задач эксперимента, разработка принципов и критериев, по которым будут оцениваться результаты;
- определение необходимого и достаточного числа экспериментальных объектов с учетом целей и задач эксперимента;
- доказательство доступности сделанных из материалов эксперимента выводов и рекомендаций, их преимущества перед традиционными,
привычными решениями.
Для четкого и последовательного проведения психолого-педагогического эксперимента при его планировании мы определили основные этапы работы:
Первый этап – постановка проблемы и актуализация. На этом этапе решаются следующие задачи:
- определение объекта, предмета, цели, задачи, гипотезы, методологических основ;
- анализ условий проведения исследования.
Второй этап – проведение исследования:
- составление плана исследования, выбор методов;
- сбор информации по проводимому исследованию.
Третий этап – анализ исследования:
- анализ квалификационных работ;
- оформление результатов исследования.
Для более успешного проведения нашего исследования мы использовали различные методы научно-педагогического исследования.
Методы научно-педагогического исследования – совокупность приемов и операций, направленных на изучение педагогических явлений и решение разнообразных научно-педагогических проблем. По источникам накопления информации методы исследования делят на:
- методы исследования теоретических источников;
- методы анализа реального педагогического процесса.
Выбор методов исследования обусловлен:
- неоднозначностью протекания педагогических процессов, множественностью факторов, одновременно влияющих на их результаты;
- неповторимость педагогических процессов.
В нашей работе мы использовали как эмпирические, так и теоретические методы исследования. Среди теоретических методов педагогического исследования мы выбрали:
- изучение психолого-педагогической литературы. Работа с литературой дает возможность узнать, какие стороны проблемы повышения качества знаний средствами вычислительной техники уже достаточно хорошо изучены, что устарело, а какие вопросы еще не решены;
- метод изучения продуктов деятельности – это исследовательский метод, позволяющий опосредованно изучать сформированность знаний, умений и навыков, интересов и способностей человека, развитие различных психических качеств и свойств личности на основе анализа продуктов деятельности.
Из множества эмпирических методов исследования для своей работы мы выбрали:
- метод наблюдения – специально организованное восприятие исследуемого объекта, процесса или явления в естественных условиях. Наблюдение проводиться по заранее намеченному плану с выделением конкретных объектов наблюдения. Можно выделить следующие этапы наблюдения:
а) определение задачи и цели, выделение объекта, разработка схемы наблюдения;
б) фиксирование результатов, выбор способа ведения записей;
в) обработка и интерпретация полученной информации.
- метод «беседа». Беседа – самостоятельный или дополнительный метод исследования, заключающийся в получении информации в рамках вопросно-ответной формы разговора, в ходе которой допускаются наводящие, дополнительные и уточняющие вопросы.
- метод констатирующего эксперимента. В этом эксперименте исследователь экспериментальным путем устанавливает состояние изучаемой темы, констатирует факты, связи, зависимости между явлениями. Если проведенный констатирующий эксперимент дал положительные результаты, то после устранения замеченных недостатков приступаем к проведению формирующего эксперимента.
- метод формирующего эксперимента – вид исследования, направленный на проверку гипотезы, требующий строгой логики доказательства, опирающегося на достоверные факты. Основной особенностью формирующего эксперимента является то, что в нем сам исследователь активно и позитивно влияет на изучаемые явления.
При проведении эксперимента соблюдались его основные правила:
- установление критериев и признаков, по которым можно судить об успехе эксперимента и подтверждении гипотезы. В нашем эксперименте показателями будут оценки квалификационных работ, а их повышение – критерием успешности использования компьютерной техники;
- выбор и разработка валидных и надежных методов диагностики до и после эксперимента;
- использование убедительных доказательств того, что эксперимент прошел успешно или не успешно (представим в виде таблицы);
- определение адекватных форм проверки результатов;
- характеристика области практического применения результатов эксперимента, формулировка выводов и рекомендаций, вытекающих из проведенного эксперимента.
Обработка результатов экспериментальной части исследования осуществлялись с помощью метода вторичной статистической обработки. Расчеты по данным эксперимента выполнены с помощью программы Excel.
На наш взгляд выбор методов был сделан оптимально.
2.2 Анализ учебно-хозяйственной деятельности.
С целью проверки повышения качества обученности при использовании компьютерных программ по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы», была проведена опытно-экспериментальная работа. Опытно-экспериментальной базой исследования послужил Челябинский государственный политехнический техникум. Данный техникум проводит обучение на очном, заочном и очно - заочном отделениях. Обучение идет четыре года, по окончании студенты получают следующие специальности: «Технология машиностроения», «ТО и ремонт автотранспорта», «Автоматизация технологических процессов и производств», «Менеджмент», «Программное обеспечение ВТ и автоматизированных систем». По каждой специальности обучается две группы (одна на бюджетной, другая на коммерческой основе). Среднее количество человек в группе – 22. Представим динамику количества обучающихся в техникуме по трем последним годам обучения в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Динамика количества обучающихся в ЧГПТ
Специальности |
Учебный год | ||
| 2003-2004 | 2004-2005 | 2005-2006 | |
| Технология машиностроения | 169 | 170 | 176 |
| ТО и ремонт автотранспорта | 177 | 182 | 188 |
| Автоматизация технологических процессов и производств | 172 | 174 | 179 |
| Менеджмент | 150 | 155 | 162 |
| Программное обеспечение ВТ и автоматизированных систем | 167 | 172 | 175 |
| Итого: | 835 | 853 | 880 |
Данный техникум сотрудничает со многими ВУЗами нашего города и не только. К примеру, одним из постоянных заказчиков на выпускников техникума является Московский автодорожный институт, куда отличников учебы в техникуме принимают без вступительных экзаменов. Таким образом, реализуется одно из основных направлений работы техникума – обеспечение непрерывного образования студентов (школа – училище – техникум - ВУЗ). Кроме этого работа техникума направлена на:
1. внедрение информационных технологий в учебный процесс;
2. модернизация лабораторно-практической базы под исследовательскую работу студентов при практической подготовке;
3. разработка экологического раздела в курсовых и дипломных работах по конкретным предприятиям.
Выпускников техникума с удовольствием принимают на работу на крупнейшие предприятия нашего города и области. Например, завод «Станкомаш» давно является партнером политехнического техникума, обеспечивая практическую базу при обучении и являясь активным работодателем.
Рассмотрим преподавательский состав техникума, который обеспечивает надлежащее качество обучения студентов и, соответственно, выпуск квалифицированных специалистов. Динамика педагогического состава представлена в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Динамика педагогического состава
| Должность или учёная степень | Учебный год | ||
| 2003-2004 | 2004-2005 | 2005-2006 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Кандидат наук | 1 | 2 | 2 |
| Высшая категория | 28 | 27 | 27 |
| Первая категория | 16 | 15 | 15 |
| Вторая категория | 13 | 14 | 12 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Ассистент | 1 | 1 | |
| Методист | 1 | 1 | 1 |
| Итого: | 59 | 60 | 58 |
По данным на 2006 год возрастной состав преподавателей выглядит следующим образом: из пятидесяти восьми человек до 35 лет – 12%, от 35 до 50 лет – 60%, свыше 50 лет – 28%.
Таким образом, техникум обладает довольно сильным преподавательским потенциалом и имеет достаточно большие научные возможности, и, следовательно, ей необходимо соответствующее материально-техническое обеспечение. В техникуме 6 компьютерных классов, в каждом по 10 машин, из них 10 компьютеров модели Pentium-486, остальные - Pentium-3. Есть выход в Internet. Компьютерная база техникума обновляется каждые 5 лет. Анализ этого компонента позволил выявить, что материально-техническая база (МТБ) постоянно расширяется, о чём свидетельствует анализ данных таблицы 2.3.
Таблица 2.3 – Оснащение студентов ЧГПТ компьютерной техникой
| Год | Общее кол-во студентов | Кол-во учебных компьютеров | Отношение кол-ва студентов к кол-ву учебных компьютеров |
| 1996 | 730 | 36 | 20,3 |
| 2001 | 810 | 45 | 18 |
| 2006 | 880 | 60 | 14,6 |
Для наглядности представим некоторые параметры таблицы 2.3 в виде графика на рисунке 1.
Рисунок 1- Отношение количества студентов к количеству учебных компьютеров в ЧГПТ
Соответственно пополнению техникой идет и пополнение программным обеспечением.
Чтобы иметь полную картину учебно-хозяйственной части ЧГПТ проведем анализ фондов данного техникума.
Стоимость основных средств производства называют основными фондами. К ним относятся: стоимость здания, построек, оборудования, мебели, инструментов, приспособлений, технических средств обучения и многое другое:
в 2003 – 2004 учебном году основные фонды составили 10474 тыс. рублей; в 2004 – 2005 учебном году – 10743 тыс. рублей;
в 2005 – 2006 учебном году – 10849 тыс. рублей.
Для определения суммы фондов на одного человека педагогического состава воспользуемся формулой (1)
Фп = Ф/Nп, тыс.руб./чел., (1)
где Фп – сумма фондов на преподавателя, тыс.руб./чел.;
Nп – общее количество педагогов, чел.;
Ф – общая сумма фондов, тыс.руб.
Для определения суммы фондов на одного обучаемого воспользуемся аналогичной формулой:
Фу = Ф/Nу, тыс.руб./чел., (2)
где Фу – сумма фондов на одного студента, тыс.руб./чел.;
Nу – общее количество обучаемых, чел.;
Ф – общая сумма фондов, тыс.руб.
Итак, рассчитаем для каждого года данные значения.
2003 – 2004 учебный год:
Фп = 10474 тыс.руб /59 чел. = 177,5 тыс.руб./чел.;
Фу = 10474 тыс.руб /730 чел. = 14,3 тыс.руб./чел.
2004 – 2005 учебный год:
Фп = 10743 тыс.руб /60 чел. = 179 тыс.руб./чел.;
Фу = 10743 тыс.руб /810 чел. = 13,3 тыс.руб./чел.
2005 – 2006 учебный год:
Фп = 10849 тыс.руб /58 чел. = 187 тыс.руб./чел.;
Фу = 10849 тыс.руб /880 чел. = 12,3 тыс.руб./чел.
Результаты расчетов сведены в таблицу 2.4.
Таблица 2.4 – Динамика основных фондов ЧГПТ
| Показатели | 2003 - 2004 | 2004 - 2005 | 2005 - 2006 | |||
| всего | % к базовому году | всего | % к базовому году | всего | % к базовому году | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Основные фонды, тыс.руб. | 10474 | 100 | 10743 | 102 | 10849 | 105 |
Продолжение таблицы 2.4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Фонды на одного педагога, тыс.руб./чел. | 177,5 | 100 | 179 | 101 | 187 | 105 |
| Фонды на одного студента, тыс.руб./чел. | 14,9 | 100 | 14,9 | 100 | 14,5 | 100 |
Анализ динамики основных фондов Челябинского Государственного Политехнического Техникума показывает: что по сравнению с увеличением эксплуатационных затрат в связи с неуклонным ростом платы за коммунальные услуги, связь, электроэнергию и т. п. фонды возросли. Но в тоже время, основные фонды соответствуют нормам для реализации профессиональных образовательных программ специальностей в соответствии с квалификационными требованиями Государственных Образовательных стандартов.
2.3 Результаты опытно-экспериментальной работы и их анализ
Проанализировав учебно-хозяйственную часть, перейдем, непосредственно, к нашей опытно-экспериментальной работе. Для исследования более наглядной, с нашей точки зрения, явилась дисциплина «Гидравлические и пневматические системы» (в дальнейшем именуемой ГИПС). Ее изучают 6 групп 3-х специальностей (А-379, А-380, Т-381, Т-382, АМ-383, АМ-389), она изучается на третьем курсе, на обучение отводится 1 год. ГИПС относится к циклу спец. дисциплин, изучает физические явления, связанные с динамикой и статикой жидкости и газа.
Компьютерное обучение по ГИПС введено с 1998года, в частности это: учебные компьютерные программы по расчету гидропривода, по построению схемы гидропривода, лабораторные работы по различным темам, и тестирование по части тем данной дисциплины. Учебные программы разработаны на основе программных продуктов: Компас-График 2D, 3D (дилер-фирма «АСКОН»); Автопроект, SolidWords.
В ходе эксперимента участвовали две группы студентов специальности «ТО и ремонт автотранспорта» Т-381: контрольная (1997 года обучения) и экспериментальная (2006 года обучения). В дальнейшем для удобства отображения результатов обозначим контрольную группу Т-381 1997 года обучения как первую (гр. 1), а экспериментальную группу Т-381 2006 года обучения как вторую (гр. 2). В контрольной группе выполнение семестрового задания проходило без применения компьютерной программы, данные об этой группе мы получили в архиве техникума. В экспериментальной группе аналогичная квалификационная работа выполнялась двумя способами: без применения компьютерной программы и с помощью компьютерной техники. Расчет на компьютере является вторым этапом выполнения работы. Количество учащихся обеих групп составляет 18 человек, половозрастной состав обеих групп примерно равный.
Чтобы выяснить влияние компьютерных программ на качество обученности студентов в гр.2, нами был проведен урок по расчету параметров гидропривода. Этот расчет является итоговой квалификационной работой по данному курсу (семестровое задание), в Приложении А представлен вариант расчета одного из студентов экспериментальной группы. Урок являлся вводным, в Приложении Б представлен план урока.
Опрос свёлся к тому, что у учащихся был выяснен уровень знания об основных параметрах, которые предстоит рассчитать. После устранения небольших недочетов с помощью отличников дежурный раздал бланки содержания работы (в бланках оставлены пробелы для введения своего варианта задания) и методички с вариантами заданий. Учащиеся записали в тетрадь порядок выполнения расчета по пунктам. После ответов на возникшие вопросы учащихся педагог предлагает пересесть за компьютерные столы и объясняет порядок введения данных в расчетную программу, что, по словам педагога, увеличивает положительную мотивацию.
За основу оценки результата эксперимента нами взят один из критериев – оценочный, соответственно показателем этого критерия будет количество оценок «хорошо» и «отлично» за выполненную работу. Для выполнения эксперимента мы собрали и обработали данные о полученных студентами оценках за семестровое задание. В таблице 2.5 мы представили архивные данные об оценках за семестровое задание, выполненное группой 1. Оценки за семестровое задание, выполненное экспериментальной группой 2, представлены в таблице 2.6.
Таблица 2.5 – Показатели выполнения семестрового задания группой 1
|
Список группы Т-381, март 1997 |
Оценка за семестровое задание |
| 1 | 2 |
| 1. Абдарахманов Р.Ш. | 3 |
| 2. Акулов С.А. | 3 |
| 3. Андреев А.С. | 3 |
| 4. Аюпов Р.Р. | 4 |
| 5. Бавткин А.А. | 3 |
| 6. Барышникова Н.А | 5 |
| 7. Варов А.Ю. | 2 |
| 8. Габайдулин В.Р. | 3 |
| 9. Галлеев А.Р. | 4 |
| 10 .Гурков П.В. | 4 |
| 11. Кузнецов С.Б. | 3 |
| 12. Меняйло О.Б. | 4 |
| 13. РедькинИ.В. | 5 |
| 14. Решетов Е.П. | 3 |
| 15. Рязанов М.С. | 3 |
| 16. Строганов Д.П. | 4 |
| 17. Фахретдинов Р.Н.. | 4 |
| 18. Челядинов О.Ю. | 5 |
Таблица 2.6 – Показатели выполнения семестрового задания группой 2
|
Список группы Т-381, март 2006 |
Оценка за семестровое задание |
| 1 | 2 |
| 1. Абросимов Е. В. | 4 |
| 2. Гвоздев В. С. | 4 |
| 3. Грибин А. В. | 3 |
| 4. Громов Д. С. | 5 |
| 5. Гронский А. А. | 4 |
| 6. Грунский Т. А. | 3 |
| 7. Долгушин Г. А. | 3 |
| 8. Жданова А. В. | 4 |
| 9. Зезюков И. А. | 4 |
| 10. Комардин Д. С. | 5 |
| 11. Патрушев Н. С. | 4 |
| 12. Радько А. В. | 3 |
| 13. Сафиуллина Л. И. | 4 |
| 14. Сидорин Т. С. | 4 |
| 15. Федосов В. В. | 4 |
| 16. Чистяков Л. С. | 5 |
| 17. Шарапова Н. А. | 5 |
| 18. Ятчев М. И. | 4 |
После того, как мы собрали все интересующие нас данные об обеих группах, мы провели исследование, цель которого доказать повышение качества обученности с помощью внедрения в образовательный процесс компьютерных программ. Гипотеза исследования: если в процессе обучения дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» на ступени среднего профессионального образования (техникум) использовать компьютерные программы, то это будет способствовать повышению качества обученности учащихся. В начале воспользуемся статистикой критериев знаков и сравним оценки двух групп. Результаты сравнительной оценки представлены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 – Сравнение оценок группы 1 и группы 2
| Порядковый номер учащегося | Номер группы | Знак изменения | |
| группа 1 | группа 2 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 3 | 4 | + |
| 2 | 3 | 4 | + |
| 3 | 3 | 3 | = |
| 4 | 4 | 5 | + |
| 5 | 3 | 4 | + |
| 6 | 5 | 3 | - |
| 7 | 2 | 3 | + |
| 8 | 3 | 4 | + |
| 9 | 4 | 4 | = |
| 10 | 4 | 5 | + |
| 11 | 3 | 4 | + |
| 12 | 5 | 3 | - |
| 13 | 4 | 4 | = |
| 14 | 3 | 4 | + |
| 15 | 3 | 4 | + |
| 16 | 4 | 5 | + |
| 17 | 4 | 5 | + |
| 18 | 5 | 4 | - |
Из таблицы 2.7 видно, что после введения в обучение НИТ оценки более половины студентов изменились в положительную сторону
Обрабатываем результаты таблицы 2.7.
Исключаем случаи равенства и определяем объем новой выборки, состоящей из пар различающихся результатом: n=18-3=15.
Определяем количество чаще встречающихся знаков: k max = 12 «+».
В таблице 4 [] находим для n=15 пограничное значение критерия знаков на 95%-ном уровне достоверности: k табл =12.
k max (12) = k табл (12), следовательно, мы делаем вывод, что
различия в результатах не случайны, а вызваны применением в процессе обучения компьютерных программ, и, следовательно, применение этих программ в дальнейшем также даст положительные результаты.
Как известно, наиболее общей характеристикой измерения успешности обучения является так называемый процентный показатель успеваемости учащихся, который в последнее время чаще используется в формулировке «процент обученности учащихся». Данный показатель учитывает процентное отношение учащихся, успевающих по определенной дисциплине к общему числу учащихся в классе. Другим показателем является процент качества знаний учащихся (на «4» и «5»). Можно спорить о совершенстве тех или иных показателей в диагностике обучения, но обучение без оценок, как показывает опыт, невозможно. Необходима разработка более объективной системы оценивания, а она возможна, прежде всего, при наличии определенной методики, обеспечивающей сравнимость результатов в системе педагогического мониторинга. Наиболее объективной из действующих методик измерения обученности класса или группы учащихся, на наш взгляд, является показатель СОК (степень обученности класса) формула (3) В.П. Смирнова:
СОК = п5 100% + п4 64% + п3 36% + п2 16%, (3)
N
где п5 – количество полученных при исследовании пятерок;
п4 – количество четверок;
п3 – количество троек;
п2 – количество двоек;
N – общее количество учащихся.
Использовав данную формулу при проведении исследования влияния компьютерных программ на качество обученности, мы получили такие результаты:
для группы 1: СОК = 3*100% + 6*64% + 8*36% + 1*16% ;
18
для группы 2: СОК = 4*100% + 10*64% + 4*36%
18
Из расчетов видно, что показатели экспериментальной группы лучше. Результаты расчета сведены в таблицу и представлены в графической части.
Статистическая обработка результатов
1) Констатирующий эксперимент.
Для обработки результатов (оценок), полученных после проведения семестровой работы в контрольной и экспериментальной группах Т-381, воспользуемся методом вторичной статистической обработки. В таблице 2.4 представлено сравнение оценок.
Проведем ранжирование оценок:
Т-381 (1997): 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5.
Т-381 (2006): 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5.
Для группы Т-381 (1997): медиана – 3,5, мода – 3.
Для группы Т-381 (2006): медиана – 4, мода – 4.
W – размах значений оценок;
Для группы Т-381 (1997): W═5-2═3 (без применения компьютера);
Для группы Т-381 (2006): W═5-3═2 (с применением компьютера), то есть размах значений оценок уменьшился на 1, это значит, что качество обученности в среднем по группе повысилось.
Sср – средний балл по семестровой работе;
Sср (группа 1) = 3,61, тогда как Sср (группа 2) =4
Sср (группа 1) < Sср (группа 2) на 9,75 % (разница допускается до 10%) следовательно для подтверждения гипотезы проведем формирующий эксперимент.
2) Формирующий эксперимент.
Вторичные методы статистических расчетов более сложные, но выявляют скрытые статистические закономерности эксперимента.
Для упрощения расчетов первую и вторую выборки оценок разобьем на девять подгрупп, так как количество учащихся в группах равное (по 18 человек), в каждой подгруппе по два человека. Сведем данные в таблицы.
В таблице 2.8 определены меры центральной тенденции и вариативности для группы 1, а в таблице 2.9– для группы 2.
Таблица 2.8- Меры центральной тенденции и вариативности для группы 1
| Номер пары | Среднее значение оценки в паре | Отклонение от медианы | Квадрат отклонения |
| 1 | 2,5 | 1 | 1 |
| 2 | 3 | 0,5 | 0,25 |
| 3 | 3 | 0,5 | 0,25 |
| 4 | 3 | 0,5 | 0,25 |
| 5 | 3,5 | 0 | 0 |
| 6 | 4 | -0,5 | 0,25 |
| 7 | 4 | -0,5 | 0,25 |
| 8 | 4,5 | -1 | 1 |
| 9 | 5 | -1,5 | 2,25 |
| Суммарное квадратное отклонение: У ═ 5,5 | |||
| Значение медианы: 3,5 | |||
Таблица 2.9 - Меры центральной тенденции и вариативности для группы 2
| Номер пары | Среднее значение оценки в паре | Отклонение от медианы | Квадрат отклонения |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 3 | 1 | 1 |
| 2 | 3 | 1 | 1 |
| 3 | 4 | 0 | 0 |
| 4 | 4 | 0 | 0 |
| 5 | 4 | 0 | 0 |
| 6 | 4 | 0 | 0 |
| 7 | 4 | 0 | 0 |
| 8 | 5 | 1 | 1 |
| 9 | 5 | 1 | 1 |
| Суммарное квадратное отклонение: У ═ 4 | |||
| Значение медианы: 4 | |||
Определим дисперсию (среднее квадратичное отклонение) по формуле 4:
SІ ═ У / n , (4)
где n – количество подгрупп (пар);
У - суммарное квадратное отклонение.
Для группы 1: SІ ═ 5,5/ 9 ═ 0,61;
для группы 2: SІ ═ 4/ 9 ═ 0,44.
Для сравнения двух выборочных средних величин, принадлежащих двум совокупностям данных и для решения вопроса о том, отличаются ли средние значения статистически друг от друга достоверно, используют критерий Стьюдента (t) (формула 5):
t ═ ( x1 x2 ) / √mІ1 + mІ2, (5)
где x1, x2 – среднее значение по одной и другой выборкам;
m1, m2 – интегрированные показатели отклонений частных значений из двух выборок от соответствующих их средних величин: m ═ SІ / n , тогда
для группы 1: m1 ═ 0,61/ 9 ═ 0,068;
для группы 2: m2 ═ 0,44/ 9 ═ 0,049, тогда
t ═ ( 3,61- 4 ) / √0.0046 + 0.0024 ═ 4,65.
По таблице 11 [] для заданного числа степеней свободы: n1+n2-2=9+9-2=16, и избранной вероятности допустимой ошибки 0,05 находим t табл.
Вывод: так как t =4,65>t табл. ═2,12, то педагогические условия статисти- чески значимо повышают качество обученности, что и требовалось доказать.
2.3 Безопасная работа с компьютером
Успешному проведению исследовательской работы во многом способствовало соблюдение руководством техникума стандартов при планировании кабинетов с вычислительной техникой. Таким образом, работа в учебных аудиториях является безопасной и располагающей к повышению качества обученности.
Рассмотрим основные требования безопасности, предъявляемые при работе с компьютером. Очень важно правильно организовать рабочее место. Компьютер лучше разместить так, чтобы свет на экран падал слева. Несмотря на то, что экран светится, занятия должны проходить в хорошо освещенной комнате. Рабочие места с компьютерами должны располагаться так, чтобы естественный свет падал с боку, преимущественно слева. Оконные проемы в помещениях, где используются компьютеры, должны быть оборудованы светорегулируемыми устройствами: жалюзи, занавеси, внешние козырьки. Занавеси лучше сделать из однотонной плотной ткани, гармонирующей с окраской стен. Их ширина должна быть в 2 раза больше ширины окна. Внутренняя отделка помещений оказывает большое влияние на условия освещения. За счет отраженной составляющей освещение в отдельных зонах помещения может быть увеличено до 20%.
Общие правила организации освещения:
- избегать большого контраста между яркостью экрана и окружающего пространства, оптимальным считается их выравнивание;
- освещение в кабинетах должно быть смешанным: естественным – за счет солнечного света искусственным;
- не работать с компьютером в темном помещении.
Для освещения кабинетов информатики следует применять преимущественно люминесцентные лампы. Их располагают в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии видеомониторов. Наиболее благоприятные показатели зрительной работоспособности отмечаются при освещенности рабочего места в 400 лк, а экрана дисплея – 300 лк. Чтобы обеспечить нормируемые значения освещенности в кабинетах информатики, следует чистить стекла оконных рам и светильников не реже двух раз в год и своевременно заменять перегоревшие лампы.
Нельзя располагать рабочее место в углах комнаты или лицом к стене (расстояние от компьютера до стены должно быть не менее 1 м), экраном к окну, а также лицом к окну (свет из окна становится нежелательной нагрузкой на глаза во время занятий на компьютере).
Расстояние от глаз до экрана компьютера должно быть не менее 50 см.
Одновременно за компьютером должен заниматься один ребенок, так как для сидящего сбоку изображение на экране резко ухудшается. Стол и стул должны соответствовать росту ребенка. Поза работающего за компьютером должна быть такой: корпус выпрямлен, сохранены естественные изгибы позвоночника и угол наклона таза. Голова наклонена слегка вперед. Уровень глаз на 15 – 20 см выше центра экрана. Необходимо исключить сильные наклоны туловища, повороты головы и крайние положения суставов конечностей. Угол, образуемый предплечьем и плечом, а также голенью и бедром, должен быть не менее 90є.
В классах, где используются компьютеры, формируются специфические условия окружающей среды: ухудшаются воздушная среда, световая обстановка. Нерегулярное проветривание и отсутствие систем кондиционирования приводят к значительному ухудшению микроклимата.
Другая, не менее серьезная проблема – обеспечение электромагнитной безопасности работающих за компьютером. Работающий компьютер создает вокруг себя поле с широким частотным спектром, который представлен:
- электростатическим полем;
- переменным низкочастотным электрическим полем;
- переменным низкочастотным магнитным полем.
Потенциально возможными вредными факторами могут быть также:
- рентгеновское и ультрафиолетовое излучение электронно-лучевой трубки дисплея ПК;
- электромагнитное излучение низкочастотного диапазона;
- электромагнитный фон.
Экраны современных дисплеев делают из стекла, непрозрачного для рентгеновского излучения, возникающего в трубке, а ультрафиолетовое излучение при испытании не обнаруживается даже в самых старых моделях дисплеев. Излучения радиочастотного диапазона от электронных узлов компьютерной техники также ниже предельно допустимых уровней, регламентируемых санитарными нормами. Электростатическое поле возникает за счет электрического потенциала на экране дисплея. При этом появляется разность потенциалов между экраном дисплея и пользователем ПК. Наличие электростатического поля в пространстве вокруг ПК приводит к тому, что пыль из воздуха оседает на клавиатуре и экране дисплея. Однако, как показывает опыт, на практике обеспечить нормальную электромагнитную обстановку в классе удается далеко не всегда.
Специалисты советуют принять во внимание следующее:
1. Помещения, где эксплуатируются компьютеры должно быть удалено от посторонних источников электромагнитных излучений (электрощиты, трансформаторы, кабели электропитания с мощными электропотребителями, радиопередающие устройства и т. д.).
2. Если на окнах помещения имеются металлические решетки, то они должны быть заземлены. Как показывает опыт, несоблюдение этого правила может привести к резкому локальному повышению уровня полей в какой-либо точке помещения и сбоям в работе компьютера.
3. Групповые рабочие места, кабинеты информатики, желательно размещать на нижних этажах здания. Вследствие минимального значения сопротивления заземления именно на нижних этажах зданий существенно снижается общий электромагнитный фон на рабочих местах с компьютерной техникой.
Какая бы ни была расстановка компьютеров в классе – периметральная, порядная или центральная, рабочие места с компьютерами следует размещать так, чтобы расстояние между боковыми стенками дисплея соседних мониторов было не менее 1,2 м, а расстояние между передней поверхностью монитора в направлении тыла соседнего монитора – не менее 2 м. такая планировка рабочих мест способствует защите пользователя от электромагнитных излучений соседних компьютеров.
Регламенты продолжительности занятий, рекомендации по профилактике утомления, требования к обустройству компьютерных классов наряду с другими нормативами вошли в Санитарные нормы и правила (СанПиН) 2.2.2.542 – 96 «Гигиенические требования к терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы». Соблюдение изложенных в этом документе требований позволит создать безопасные и комфортные условия для работы учащихся всех возрастов.
Все вышеперечисленные требования в полном объеме выполняются в Челябинском Государственном Политехническом Техникуме и, безусловно, способствуют более продуктивной работе. (Приложение В).
2.4 Экономическое обоснование работы
Экономическая целесообразность объекта данной работы важна не только с точки зрения собственно стоимости, но и с позиций социально-экономической эффективности предлагаемых нововведений. Под социально-экономической эффективностью, следуя определению М.Н. Тимохина, подразумевается повышение уровня автоматизации труда преподавателя с целью экономии его сил и времени, и, как следствие, повышение производительности труда, под которой в данном случае мы будем понимать увеличение времени на преподавание и сокращение технических и организационных издержек процесса обучения.
Научно-технический прогресс интегрирует совокупность важнейших факторов роста производительности труда и обеспечивает быстрое развитие материально-технической базы педагогического процесса, которое находит свое выражение:
- в росте технической вооруженности труда педагога за счет ввода в
действие технически более совершенного оборудования;
- в совершенствовании оборудования;
- в разработке использования новых информационно-педагогических
технологий;
- в применении передовых методов организации труда. [ ]
Таким образом, обосновывая данный проект экономически, рассмотрим следующие критерии его эффективности: издержки на разработку компьютерной программы, стоимость затрат на оснащение компьютерного класса, возможность экономии сил и времени преподавателя, уровень научной организации труда. [ ]
В основе компьютерного обучения лежит программированное обучение с использованием технического устройства высокого уровня – компьютера. Роль программного обеспечения очень велика, да и стоимость тоже, в настоящее время на мировом рынке она составляет свыше 70% стоимости компьютера. Поэтому мы считаем важным показать на примере какие затраты понесло учебное заведение, при покупке программы и перепрограммировании. Учебные программы, использующиеся при обучении ГИПС, разработаны на основе программных продуктов: Компас-График 2D, 3D (дилер-фирма «АСКОН»); Автопроект, SolidWords. В таблице 2.10 представлены издержки на закупку материалов.
Оценка издержек на разработку программы SolidWords.
Статья 1 – материальные ресурсы.
Таблица 2.10 - Стоимость материалов
| Наименование товара | Единица измерения | Цена, руб. | Норма расходов, шт. | Стоимость, руб. |
| Сетевой ключ аппаратной за- щиты (20мест) | шт | 3390 | 1 | 3390 |
| Дистрибутив на CD | шт | 120 | 1 | 120 |
| Практическое руководство | шт | 480 | 1 | 480 |
| Руководство пользователя | шт | 900 | 1 | 900 |
| Итого: | 4890 | |||
Транспортно заготовительные расходы:
ТЗР = (У Цтр* Нрасх %) / 100 % , тогда
ТЗР= (4890 * 1%)/ 100% = 48,90 руб.
Ст.1 = У Цтр* Нрасх + ТЗР
Ст.1 = 4890*1+48,90=4938,9 руб.
Статья 2 – оплата труда. В таблице 2.11 представлены затраты на заработную плату относительно затраченного времени.
Таблица 2.11 – Оплата труда
| Должность | Стоимость 1 часа | Количество часов работы | Оплата |
| Штатный программист | 110 | 40 | 4400 |
| Итого: | 4400 | ||
Ст.2=4400 руб.
Статья 3 – отчисления. В этой статье включены отчисления в пенсионный фонд(28%), фонд занятости (1,5%), медицинское страхование (3,6%), социальное страхование (5,4%), фонд образования (1%), транспортный налог (1%). Всего 40,5% от начисленной заработной платы.
Ст.3= (40,5% * Ст.2) / 100%
Ст.3= (40,5%* 4400) / 0,01=1782 руб.
Статья 4 – расходы на содержание и обслуживание оборудования, в которые включены: стоимость запасных частей, вспомогательных средств и амортизация.
Стоимость компьютера Pentium-486 – 18980.00 руб., норма амортизации –4%(КОМ), следовательно, расходы составили 759,2 руб.
Во время разработки программы потрачено 76 кВт электроэнергии (ЭНЕР), 1 кВт = 1,2 руб., следовательно, затраты на ЭНЕР = 91,20 руб.
Ст.4= КОМ + ЭНЕР
Ст.4 = 759,2+91,20=850,40 руб.
Статья 5 – полная себестоимость конечного продукта.
Ст.5 = У Ст 1 4
Ст.5 =4938,9+4400+1782+850,40 = 11971,3 руб.
Таким образом, можно сделать вывод, что программирование довольно затратная процедура, но так как в продаже нет подобных разработок, это является необходимым и окупаемым элементом. Кроме затрат на программное оснащение компьютера необходим целый ряд других затрат, чтобы обеспечить комфортную работу педагогам и учащимся, и, соответственно, повысить качество обученности. В этот ряд входят и затраты на оснащение компьютерного класса.
Представим примерную смету затрат на оснащение компьютерного класса в таблице 2.12.
Таблица 2.12 - Расчет затрат на оснащение компьютерного класса.
|
Наименование оборудования |
Кол-во, шт. | Стоимость, руб. | |
| одной единицы | общая | ||
| Стол преподавателя | 1 | 1850 | 1850 |
| Парты | 17 | 1800 | 30600 |
| Доска створчатая | 1 | 2100 | 2100 |
| Шкаф | 1 | 2950 | 2950 |
| Компьютеры и сопутствующее оборудование | 10 | 15000 | 150000 |
| Тумба | 1 | 1200 | 1200 |
| Программное обеспечение | 1 | 11971,3 | 11971,3 |
| Итого: | 200671,3 | ||
Таким образом, оборудование компьютерного класса, как и разработка новых компьютерных обучающих программ, требует определенных капиталовложений, которые, к сожалению, до сего времени не делает повсеместно Министерство образования. Так как внедрение компьютеров в процесс обучения повлияет на качество усвоения учебного материала, а значит и на качество подготовки будущих специалистов, то можно сделать вывод, что с экономической точки зрения внедрение компьютеров в процесс обучения выгодно.
Рассмотрим процесс внедрения компьютерных технологий в учебный процесс с точки зрения экономической эффективности преподавательского времени.
Расчет коэффициента использования учебного времени.
Для определения экономии времени преподавателя мы рассмотрели баланс времени учебного часа - 90 мин, формула (6). Для этого нами был проведен хронометраж занятия.
Тполн=Тпз+Тпреп, (6)
где Тполн - полное время учебного часа, мин;
Тпз - подготовительно-заключительное время, которое складывается из времени затраченного на приветствие (Тпр), проверку присутствующих (Тпп), постановку целей и задач занятия (Тц), включение/выключение ТСО (Ттсо), оформление различного рода записей на доске (Тд), подведение итогов (Ти), выдачу домашнего задания (Тдз). Тогда Тпз рассчитаем по формуле (7):
Тпз=Тпр+Тпп+Тц+Ттсо+Тд+Ти+Тдз, (7)
Тпз=0,5+4+2+2,5+11+5,5+2,5=28 мин.
Тпреп - время на преподавание, затрачиваемое на проверку пройденного материала (Тповт), входной контроль (Твх), выполнение самостоятельной работы (Тср), формула (8):
Тпреп= Тповт+Твх+Тср. (8)
Также это время можно рассчитать как разницу между полным временем и подготовительно-заключительным, формула (9):
Тпреп= Тполн- Тпз, (9)
Тпреп= 90-28=62 мин.
Кроме этого, преподавателю необходимо затратить во время занятия время на изображение плоских наглядных изображений на доске. На это уходит, в зависимости от уровня сложности схемы и изучаемой информации от 5 до 20 минут. На нашем занятии уйдет приблизительно 11 минут. Это время в данном расчете приплюсовано к полному времени часа.
Таким образом, коэффициент использования времени учебного часа найдем как отношение Тпреп к Тполн по формуле (10) в процентах:
Ки = (Тпреп/Тполн)·100% , (10)
Ки = (62 /90) · 100%= 68,9 %
С введением компьютерных программ имеется возможность уменьшить подготовительно-заключительное время на 5 минут. Тогда:
Тпреп= 90-23=67 минут.
Коэффициент использования учебного времени будет равен:
Ки=(67/90) ·100%=74,4 %.
Экономия времени составит 5,5%.
Таким образом, как с экономической точки зрения, так и с позиции экономии педагогического времени, можно заключить, что внедрение компьютерных технологий в процесс обучения несёт положительный характер.
Расчет
общего показателя
научной организации
труда (
).
Для
расчета уровня
НОТ по кабинету
определим
среднеарифметическое
на основе частных
коэффициентов
(
)
, (11)
где, К2- оснащенность кабинета;
К3 - организация рабочих мест учащихся;
К4 - организация рабочих мест преподавателя;
К5 - выполнение учебных планов и программ;
К6 - использование учебного времени;
К11 - абсолютная и качественная успеваемость;
К13 - психофизиологические, санитарно-гигиенические, эстетические условия;
К14- состояние техники безопасности.
В таблице 2.13 представлены числовые значения данных частных коэффициентов для имеющегося и ожидаемого уровня НОТ в ЧГПТ.
Таблица 2.13 –Значения частных коэффициентов К
| Уровень НОТ | Частные коэффициенты | |||||||
| К2 | К3 | К4 | К5 | К6 | К11 | К13 | К14 | |
| Ожидаемый | 0,7 | 0,7 | 0,82 | 0,99 | 0,97 | 0,83 | 0,96 | 1 |
| Имеющийся | 0,67 | 0,7 | 0,445 | 0,99 | 0,97 | 0,83 | 0,96 | 1 |
На рисунке 2 представлено сравнение имеющегося и ожидаемого уровня НОТ в ЧГПТ.
Рисунок 2 – Сравнение уровней НОТ
Произведя расчет по формуле (11), получим:
для имеющегося уровня НОТ: КНОТ = 6,565,
для ожидаемого уровня НОТ: КНОТ = 6,97.
Из расчета видно, что имеющийся уровень НОТ немного уступает ожидаемому, а на рисунке наглядно представлено в каких конкретно показателях имеющийся уровень НОТ ниже. Следовательно, необходимо стремиться исправить недочеты в оснащении кабинета и в организации рабочего места преподавателя.
Выполнение экономического расчета показывает экономическую целесообразность и эффективность внедрения компьютерной техники в процесс обучения.