2.6.1 Методика проведения эксперимента

В ходе эксперимента решалась задача определения эффективности внедрения в практику разработанного электронного учебного комплекса, а также системы проверки знаний.

Решение этой задачи должно было, с одной стороны, подтвердить правильность и целесообразность теоретических разработок, а с другой стороны, позволить сформулировать ряд методических рекомендаций для практиков.

Методика решения, сформулированной задачи в ходе экспериментального обучения потребовала составления и применения специальных дидактических материалов, которые отвечали бы всем рассмотренным в теоретической части дипломной работы требованиям к системе условий организации учебного процесса. В ходе составления этих материалов учитывалась необходимость определения:

· значения содержания конкретных тем для овладения части материала учебного предмета «Работа ЭВМ и методы вычислений»;

· целесообразности формирования или актуализации именно на этом материале той или иной системы операционального мышления и развития на этой основе таких фундаментальных мыслительных функций, как анализ, синтез, обобщение и т.п.;

Составление всех дидактических материалов шло по ряду взаимосвязанных направлений.

Во-первых, при определении объема содержания темы учитывалась необходимость показа на ее основе логики, характерной для данной области научных знаний.

Во-вторых, при определении последовательности изложения содержания темы учитывались, с одной стороны, необходимость показа учащимся логики учебного предмета, а с другой -- особенности восприятия учебного материала данным контингентом обучаемых.

В-третьих, при формулировании содержания темы учитывались известные рекомендации мировых психологов по обеспечению целенаправленного формирования операциональных структур мышления.

В-четвертых, при построении структуры содержания темы учитывались требования общей теории управления.

В-пятых, при выборе метода работы с учебной информацией определялись целесообразные способы ее подачи.

Каждое из перечисленных направлений методической работы проводилось в рамках единого подхода, обеспечивающего, на мой взгляд, реализацию требований к разработанной системе дидактических условий организации учебного процесса.

Качество и эффективность учебного процесса оценивались на основе анализа изменений параметров знаний, предложенных И. Т. Огородниковым.^[10] Сами же значения параметров определялись по формулам, разработанным Е.Л. Белкиным (1982).^[4] Для использования этих параметров и формул я разбивал весь учебный материал на учебные элементы, исходя из рекомендаций В. П. Беспалько (1977).^[5]

В качестве критериев в оценке результатов учебной работы мною были избраны:

· среднее арифметическое значение коэффициента усвоения знаний;

· среднеквадратичное отклонение значения коэффициента усвоения;

· скорость выполнения контрольных заданий;

· коэффициент объема усвоенных знаний;

· гистограммы значений коэффициента усвоения знаний.

Обработка результатов эксперимента проводилась следующим образом.

Прежде всего, рассчитывался коэффициент усвоения знаний по каждому учащемуся. Расчет коэффициента усвоения знаний проводился по формуле, предложенной В. П. Беспалько(1977) и Е.Л. Белкиным (1982) в рамках каждого выделенного уровня знаний:

(2.1)

где: а -- количество правильно выполненных учащимися в ходе проверки знаний существенных операций теста;

Р -- количество существенных операций, включенных в эталон теста.

Множество полученных значений коэффициента усвоения знаний обрабатывалось с целью получения:

а) среднего арифметического значения:

(2.2)

где: К - среднее арифметическое К_i;

К_i - элемент множества значений коэффициента усвоения знаний;

n - количество учащихся, выполнивших тестовое задание.

б) среднеквадратичного отклонения значения коэффициента усвоения знаний:

(2.3)

где: д -- среднеквадратичное отклонение значения коэффициента усвоения знаний.

Кроме того определялись:

Скорость выполнения контрольных заданий:

(2.4)

Коэффициент объема усвоенных знаний:

(2.5)

Кроме статистической оценки качества обучения я по ходу эксперимента следил еще и за следующим.

Разбив учащихся всех групп, участвующих в эксперименте, на две условные подгруппы (учащиеся с высокими оценками и учащиеся со средними оценками) я следил за тем, как меняются составы подгрупп учащихся по завершении эксперимента.

Об эффективности экспериментируемых методик должно было свидетельствовать большее увеличение числа хорошо успевающих в экспериментальных группах, чем в группах контрольных.

Эксперимент проходил в естественных условиях с обычным составом укомплектованных групп. Часть параллельных учебных групп выделялась в качестве экспериментальных, другая -- в качестве контрольных.

Общим в организации учебного процесса экспериментальных и контрольных групп было следующее. Строго обязательное посещение учебных занятий, одни и те же учебные планы, одно и то же количество всех требуемых видов учебных занятий, одни и те же сравнительные формы итогового контроля.

Основные отличия учебного процесса в экспериментальных и контрольных группах обуславливались различным соотношением числа часов, отводимых на контроль. Кроме того, в экспериментальных группах методики занятий учитывали специфику всего комплекса разработанного электронного учебного пособия, а в контрольных -- лишь частично.

Экспериментальное исследование проводилось в период с 25 апреля по 31 мая 2010 года в процессе педагогической практической работы в академическом лицее №1 города Ургенч.

Были заготовлены формы следующих стандартных материалов:

- Бланки планов проведения экспериментальных занятий (табл. 2.1);

- Результаты тестирования учащихся экспериментальной группы (табл. 2.2);

- Результаты тестирования учащихся контрольной группы (табл. 2.3);

Табл. 2.1

Тема занятия: Настройка параметров анимации

2.6.2 Статистическая обработка эксперимента

Статистические данные, по которым оценивается эффективность обучения, набираются за счет количества элементов знаний, усваиваемых каждым учащимся.

Примеры результата тестирования учащихся одной из экспериментальных групп даны в таблице 2.2 и в таблице 2.3.

Обработка данных, отображенных в таблице 2.2, дала следующие значения среднего арифметического коэффициента усвоения и его среднеквадратичного отклонения: K_i=0,75±0,05.

Полагая распределение значений коэффициента усвоения нормальным, можно ожидать, что в области значений коэффициента усвоения от 0,7 и выше окажется большая часть данной группы учащихся. Среднее количество правильно выполненных заданий оказалось равным 9,85, среднее время, затраченное на их выполнение -- 19 мин. Подставив эти данные в формулу 2.4, значение скорости выполнения контрольных заданий оказалось равным:

K_{скорости} = 0,518.

Среднее количество усвоенных элементов знаний оказался равным 9,85, а среднее количество знаний в эталоне -- 12,43. Подставив эти данные в формулу 2.5, коэффициент объема усвоенных знаний оказался равным:

K_объема = 0,792.

Гистограмма значений коэффициента усвоения имеет вид, приведенный на рисунке 2.1.

Табл. 2.2

Результаты тестирования учащихся экспериментальной группы

Рис. 2.5 Распределение результатов тестирования учащихся экспериментальной группы

(n - количество учащихся; К₁ - значение коэффициента усвоения)

Высота левого столбца, определяемая количеством учащихся, имеющих коэффициент усвоения менее 0,7, соответствует четырем человекам. Высота столбца, зависящая от количества учащихся, имеющих коэффициент усвоения не менее 0,7, соответствует 11 человекам.

Таким образом, количество учащихся, сформировавших в достаточной степени свои знания на нужном уровне в результате работы по созданному электронному пособию, составило 73% от общего количества учащихся в группе.

Обработка результатов обучения учащихся параллельной контрольной группы, содержащихся в таблице 2.3 дала следующие значения среднего арифметического и среднеквадратичного отклонения значения коэффициента усвоения: K_i=0,61±0,10.

Результаты обработки экспериментальных данных позволяют утверждать, что традиционная методика обучения, используемая в контрольной группе, позволяет достичь требуемого качества лишь 15% учащихся. Среднее количество правильно выполненных заданий оказалось равным 8,14, среднее время, затраченное на их выполнение -- 35 мин. Подставив эти значения в формулу 2.4, значение скорости выполнения контрольных заданий оказалось равным:

K_{скорости} = 0,233

Среднее количество усвоенных элементов знаний оказался равным 8,14, а среднее количество знаний в эталоне -- 11. Подставив эти данные в формулу 2.5, коэффициент объема усвоенных знаний оказался равным:

K_объема = 0,792

Табл. 2.3

Результаты тестирования учащихся контрольной группы

Гистограмма значений коэффициента усвоения изображена на рисунке 2.2. Высота левого столбца гистограммы, пропорциональная количеству учащихся, имеющих коэффициент усвоения менее 0,7, соответствует 14 учащимся. Высота правого столбца, пропорциональная количеству учащихся, имеющих коэффициент усвоения не менее 0,7, соответствует 5 учащимся. Таким образом, традиционная методика подготовки позволила сформировать в достаточной степени знаний у 26,3% учащихся.

Рис. 2.6. Распределение результатов тестирования учащихся контрольной группы

(n - количество учащихся; К₁ - значение коэффициента усвоения)

Сопоставление результатов, полученных в экспериментальной и контрольной группах, позволяет отметить следующее.

Среднее значение коэффициента усвоения знаний в экспериментальной группе превысило требуемый уровень (K₁ = 0,73). В контрольной группе требуемый уровень достигнут не был (K₁ = 0,6).

Разброс качества знаний (он характеризуется значением среднеквадратичного отклонения) в экспериментальной группе составил 0,05, в контрольной -- 0,1, то есть в два раза больше, чем в экспериментальной группе.

Математическая статистика позволяет предполагать, что в большей выборке при использовании предлагаемого электронного пособия для обучения требуемое качество знаний будет сформировано у более чем 72% учащихся, при традиционной методике -- лишь у 15% учащихся.

Значения скорости выполнения контрольных заданий в экспериментальной и контрольных группах отличаются более чем в два раза: К_{скорости} = 0,518 в экспериментальной и К_{скорости} = 0,23 в контрольной группе.

Значения коэффициента объема в экспериментальной и контрольной группах соотносятся как К_объема = 0,792 в экспериментальной и К_объема = 0,74 в контрольной.

Гистограмма результатов обучения по разработанному электронному пособию наглядно показывает существенное улучшение качества подготовки в экспериментальной группе.

Эти данные позволяют сделать следующие выводы.

Во-первых, предложенное электронное пособие вызывает повышенный интерес учащихся к учебе (заметно усиливает мотивацию к учению).

Во-вторых, значительно, повышается эффективность учебной познавательной деятельности, что подтверждает правильность подхода к разработке системы дидактических условий ее организации.

В ходе обучения удалось сформировать у обучаемых положительное отношение к учебе, придать их познавательной деятельности осознанный характер и тем самым оказать достаточно широкое и целостное воздействие на личности обучаемых и качество усвоения знаний.

В итоге можно констатировать, что реализация разработанного электронного пособия позволяет достичь существенного подъема качества обучения и развития обучаемых.

ГЛАВА 3. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ