Методика диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики на основе современных информационных технологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Шуйцев Александр Михайлович

Рязань - 2009

Работа выполнена на кафедре общей, теоретической физики и методики преподавания физики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»

Научный руководитель: доктор педагогических наук, доцент ЕЛЬЦОВ Анатолий Викторович

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор СМИРНОВ Александр Викторович, Московский педагогический государственный университет кандидат педагогических наук, доцент ПАНОВА Елена Евгеньевна, Липецкий институт развития образования

Ведущая организация: Коломенский государственный педагогический институт

Защита состоится «____»_________2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.212.01 по присуждению ученой степени доктора педагогических наук при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина» по адресу: 390000, г. Рязань, ул. Свободы, д. 46, ауд. №5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина

Автореферат разослан «___» ___________2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Кирьяков Б.С.

1. Общая характеристика работы

Целенаправленное использование различных методик контроля знаний и умений создает предпосылки формирования у обучаемых самооценки, закладывает основы для развития их профессиональной компетентности. Подготовка квалифицированных специалистов, конкурентоспособных на рынках интеллектуального труда, отмечена в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 г.». Усиление внимания к данной проблеме обусловлено рекомендациями европейского образовательного сообщества относительно обеспечения качества высшего образования. Внимание к вопросам качества объясняется тем, что главным в оценке эффективности образования считается не планирование и организация учебного процесса, а его результаты, знания, умения и практический опыт, полученные в том числе за счет самообразования. Основное отличие Госстандарта нового поколения - подход по принципу компетентности, то есть основным становится требование к тому, какими компетенциями владеет выпускник, как он приспособлен к жизни, а не количеством изученных им понятий и формул. Создание системы контроля качества знаний, которая способствовала бы формированию компетентной личности, уверенно ориентирующейся в непрерывном потоке информации, является одной из основных задач современной школы.

Будущее благосостояние нашей страны во многом определяется сегодняшними результатами преподавания естественнонаучных дисциплин и физики, в частности. В последнее время особое место в образовании занимают информационные технологии, физика - наиболее развитая область применения этих технологий. Без знаний основ физики невозможно осознанно проводить различные технологические операции на производстве, понимать сущность явлений, широко используемых в профессиональной деятельности значительного числа специалистов. Назрела необходимость формирования преподавателя физики нового типа, не только обладающего фундаментальными знаниями в области соответствующей науки, но и способного помочь учащемуся овладеть методами научного поиска, научить его не только решать предложенные задачи, но и ставить перед собой новые. Современные технологии управления качеством образования должны обеспечивать диагностику сформированности профессиональных компетенций будущего учителя физики на различных этапах его подготовки и позволять корректировать выбранную образовательную траекторию.

Традиционные способы контроля знаний и умений не позволяют в полной мере отслеживать уровень сформированности профессиональных компетенций будущего учителя физики. Помимо его фундаментальной подготовки по физике должен диагностироваться уровень, сформированной на ее основе методологической культуры. Перспективным направлением в решении указанных проблем является использование новых информационных технологий при разработке систем диагностики компетенций будущих учителей. Внедрение в образовательный процесс учебных заведений рейтинговой системы и мониторинга процесса обучения физики на основе компьютерного тестирования позволит координировать деятельность различных структурных подразделений в рамках системы управления качеством образовательного учреждения.

В последнее время проблеме использования новых информационных технологий в образовании посвящено большое число исследований; различные аспекты использования компьютера при осуществлении контроля знаний и умений исследовались в работах В.С. Аванесова, В.И. Васильева, Ю.А. Гороховатского, В.А. Извозчикова, В.В. Касинского, А.Н. Майорова, С.К. Стафеева, Н.А. Яковенко и др.

Критерии качества образования рассматриваются в работах В.П. Беспалько, З.Д. Жуковской, В.А. Кальнея, В.С. Лазарева, Б.Т. Лихачева, А.С. Маслова, В.П. Панасюка, В.М. Полонского, Ю.В. Сенько, Н.Ф. Талызиной, А.В. Хуторского, М.А. Чошанова, С.Е. Шишова и др. Общим в этих работах является стремление к созданию методики оценки качества образования, определению показателей, параметров, характеристик, с помощью которых осуществлялся бы сравнительный анализ образовательного процесса по определенным критериям и обеспечивался всесторонний объективный контроль качества обучения.

Вопросам компетентностного подхода в образовании посвящены исследования О.В. Акуловой, С.И. Архангельского, А.С. Белкина, А.Г. Бермуса, Е.В. Бондаревской, Н.В. Кузьминой, А.К. Марковой, С.Г Молчанова, С.А. Писаревой, М.Н.Скаткина, А.И.Субетто, А.В. Хуторского и др.

Профессиональные компетенции учителя анализируются в работах З.А. Агеевой, М.М. Балашова, В.Н. Вершинина, О.А. Добрынина, Т.А. Кривченко, В.А. Сластенина и др.

Однако вопросы разработки методов диагностики компетенций будущих учителей физики на основе применения информационных технологий исследованы еще не в полном объеме. Существует противоречие между необходимостью создания современной системы контроля качества знаний и умений будущих учителей физики, с одной стороны, и отсутствием разработанных методов диагностики их компетенций на основе использования информационных технологий, с другой. Это противоречие определило актуальность нашего исследования.

Объектом исследования является процесс профессиональной подготовки учителей физики.

Предметом исследования является диагностика профессиональных компетенций будущих учителей физики.

Цель исследования заключается в разработке методики диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики на основе использования информационных технологий.

Гипотеза исследования заключается в том, что процесс формирования профессиональных компетенций будущего учителя физики будет более эффективным, если:

- разработать методику диагностики профессиональных компетенций на основе использования информационных технологий в рамках системы управления качеством образовательного учреждения с применением современных дидактических материалов.

Цель и гипотеза исследования обусловили следующие задачи:

- изучение и анализ основных направлений обеспечения качества образования в различных учебных заведениях;

- уточнение и дополнение универсальных и профессиональных компетенций необходимых преподавателю физики;

- анализ существующих методов и форм контроля знаний и умений учащихся и определение их возможностей в условиях изменяющейся парадигмы образования;

- исследование возможностей использования информационных технологий для контроля профессиональных компетенций будущих учителей физики;

- разработка авторской методики мониторинга учебного процесса в рамках системы управления качеством образовательного учреждения на основе внедрения рейтинговой системы и компьютерного тестирования;

- разработка банка тестовых заданий для диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики.

Методологическую основу исследования составляют:

- теория высшего педагогического образования (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, А.К. Маркова и др.);

- концепция формирования профессиональной компетентности учителя (А.Г. Бермус, В.А. Сластенин, Л.К. Гребенкина, А.В. Хуторской и др.);

- теоретические исследования в области теории и методики обучения физике (С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева, Н.В. Шаронова, А.В. Усова, Т.Н. Шамало и др.);

- научно-методические работы по технологиям компьютерного обучения (Э.В. Бурсиан, Е.И. Бутиков, И.Б. Горбунова, В.А. Извозчиков, А.С. Кондратьев, В.В. Лаптев, А.И.Назаров, С.К. Стафеев, А.С. Чирцов и др.).

Для решения поставленных задач исследования применялись следующие методы:

- анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы, относящейся к объекту и предмету исследования;

- анализ нормативных документов, авторских программ, учебных пособий, публикаций посвященных контролю знаний по физике;

- изучение и обобщение передового опыта вузов и отдельных преподавателей;

- анализ имеющихся тестовых заданий и методик их использования;

- моделирование деятельности субъектов педагогического процесса при внедрении системы управления качеством образования;

- проведение педагогических измерений (анкетирование, тестирование, опросы);

- проведение педагогического эксперимента и обработка его результатов с помощью методов математической статистики.

Основные этапы исследования.

В соответствии с поставленными задачами исследование осуществлялось в течение 5 лет (с 2004 г.- по 2008 г.) в несколько этапов.

На этапе констатирующего эксперимента проводился анализ состояния данной проблемы в теоретических исследованиях и педагогической практике, который позволил выявить основные проблемы исследования, связанные с трудностями диагностики компетенций. Обобщался педагогический опыт учителей различных школ для определения возможных путей решения поставленных задач на основе использования новых информационных технологий в рамках существующих систем управления качеством образовательных учреждений. Уточнялись имеющиеся банки тестов и возможность их использования для диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики и умений школьников.

В ходе поискового эксперимента проводилось уточнение задач исследования, определялись пути реализации создаваемой авторской методики мониторинга процесса обучения физике с применением разработанного банка тестовых заданий, предназначенного для диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики, знаний и умений школьников.

На третьем, формирующем этапе определялась эффективность разработанных методов диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики, знаний и умений школьников в рамках системы управления качеством образования. Оценивалось влияние предлагаемой методики на уровень сформированности профессиональных компетенций будущих учителей физики, знаний, умений школьников и их академическую успеваемость. Уточнялись и корректировались рекомендации по координации деятельности различных учебных структурных подразделений для успешного формирования профессиональных компетенций будущего учителя физики.

Экспериментальная база исследования. Исследовательская работа осуществлялась в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»; школах №3, №40, №43 г. Рязани; Тумской средней (полной) общеобразовательной школе №46, Гулынской средней общеобразовательной школе Рязанской области.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. Обоснована роль диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики при формировании их профессиональной компетентности в рамках системы управления качеством образования.

2. Раскрыты возможности использования новых информационных технологий при осуществлении контроля знаний и умений обучаемых в условиях реализации компетентностного подхода.

3. Разработана авторская методика мониторинга процесса обучения физике на основе внедрения компьютерного тестирования и рейтинговой системы, отличающаяся использованием индивидуальных электронных карточек учащихся с их личностными характеристиками, психологическими особенностями, увлечениями и индивидуальными заданиями; электронного журнала успеваемости учащихся; электронного банка данных всех изменяющихся параметров по формированию компетенций учащихся; электронного банка данных по динамике изменяющихся показателей у учащихся; электронной базы данных многоуровневых компьютерных тестовых заданий по изучаемым разделам.

4. Создан банк тестовых заданий для диагностики профессиональных компетенций, которые включают теоретические знания, экспериментальные умения, умения решать физические задачи, умения комплектовать кабинет физики, умения руководить исследовательской работой и техническим творчеством учащихся, способствующий успешному формированию профессиональной компетентности будущих учителей физики.

5. Показано влияние технологических особенностей тестирующих оболочек (возможность использования многоуровневых тестов, автоматической записи результатов в базу данных, активного изменения набора тестовых заданий и др.) при создании тестовых заданий в рамках системы управления качеством образования.

6. Разработана компьютерная технология проведения мониторинга образовательного процесса, позволяющая собирать, систематизировать, обобщать, сохранять полученные результаты и извлекать из них максимум необходимой информации в процессе компьютерного тестирования для диагностики элементов профессиональной компетенции будущего учителя физики.

Теоретическая значимость исследования определяется дальнейшим развитием вопросов контроля знаний и умений в процессе обучения физике на основе использования современных информационных технологий; нахождением педагогических условий диагностики профессиональных компетенций студентов средствами информационных технологий (осуществление обратной связи «преподаватель-студент» с учетом их потребностей и специфики вуза; обеспечением готовности студентов к систематическим контрольным мероприятиям и необходимой коррекции педагогического процесса); определением основных принципов (последовательность учета и взаимодействия изменяющихся характеристик учащегося, внесения необходимых поправок по видам и количеству разнообразных компьютерных тестов, анализа и обобщения полученных результатов) осуществления мониторинга процесса обучения физике на основе внедрения компьютерного тестирования и рейтинговой системы; выявлением влияния указанных идей на формирование методологической культуры учителей физики.

Практическую значимость исследования имеют:

- возможности использования основных положений и результатов диссертационного исследования при координации деятельности различных учебных подразделений для обеспечения необходимого уровня качества образования, преподавателями при проведении мониторинга знаний и умений студентов в процессе обучения физике, а также студентами на педагогической практике и в будущей профессиональной деятельности;

- возможности применения разработанной методики диагностики профессиональных компетенций у обучаемых с использованием информационных технологий в практике обучения физике студентов других специальностей, учащихся средних школ, на курсах повышения квалификации;

- банк тестовых заданий по физике для диагностики элементов профессиональных компетенций будущих учителей и для контроля знаний и умений учащихся 7-11 классов средней школы;

Достоверность научных положений и выводов обеспечена соблюдением основных требований, предъявляемых к организации и проведению педагогического эксперимента, обоснованностью исходных методологических положений, воспроизводимостью экспериментальных результатов, репрезентативностью выборки количества участников педагогического эксперимента; комплексным использованием разнообразных методов математической статистики.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Основные положения и предварительные результаты исследования докладывались и одобрены на конференциях по соответствующей проблематике, в их числе: научно-практическая конференция «Профильное обучение по физике в старших классах общеобразовательных учреждений: проблемы, пути решения» (Коломна, 2006), двенадцатая всероссийская научно-практическая конференция «Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы, современные решения» (Глазов, 2007), всероссийская научно-практическая конференция «Новации и традиции в преподавании физики: от школы до вуза» (Тула, 2007), международная научно-практическая конференция «Проблемы развивающего обучения физике в условиях предметной информационно-образовательной среды. Общеобразовательные учреждения, педагогические вузы» (Москва, 2007), международная научно-методическая конференция, посвященная 105-летию со дня рождения А.В. Перышкина «Единство традиций и инноваций в системе непрерывного естественно-математического образования» (Рязань, 2007), международная научно-практическая конференция «Внедрение европейских стандартов и рекомендаций для систем гарантии качества образования» (Москва, 2008), международная научно-практическая конференция «Проблемы контроля и оценки качества образования по физике» (Москва, 2008), седьмая международная научно-практическая конференция «Психодидактика высшего и среднего образования» (Барнаул, 2008), научно-практическая конференция «ИКТ в подготовке учителя технологии и учителя физики» (Коломна, 2007, 2008).

На защиту выносится:

1. Методика диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики на основе разработанного инструментария (системного мониторинга, рейтинговой системы, компьютерного тестирования), обеспечивающая их эффективное формирование в процессе обучения.

2. Мониторинг процесса обучения физике в рамках управления качеством образовательного учреждения, как система целеполагающих, контролирующих и диагностических мероприятий, включающих сбор, обработку, анализ данных с возможностью внесения необходимых изменений и выявления основных тенденций в подготовке будущих педагогов.

3. Банк компьютерных тестовых заданий диагностирующих теоретические знания, экспериментальные умения, умения решать физические задачи, умения комплектовать кабинет физики, умения руководить исследовательской работой и техническим творчеством учащихся, способствующих эффективному формированию профессиональных компетенций учителя физики.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3-х глав, заключения и библиографического списка, включающего в себя 180 наименований. Основной тест диссертации изложен на 184 стр., включает 12 таблиц, 46 рисунков и диаграмм.

2. Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены объект и предмет, сформулированы цель, гипотеза и задачи исследования, показаны научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов работы, представлены методы исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приводятся данные об апробации и внедрении результатов диссертационной работы.

В первой главе «Проблема становления профессиональной компетентности будущего учителя физики» проведен анализ теоретических исследований, посвященных проблеме обеспечения качества образования, проанализировано состояние качества подготовки учителей физики, уточнено содержание и специфика профессиональной компетентности будущего учителя физики, раскрыта сущность компетентностного подхода при подготовке учителя физики, уточнены универсальные и профессиональные компетенции необходимые преподавателю физики.

Опираясь на анализ основных направлений обеспечения качества высшего образования, можно констатировать, что в современных условиях главными в оценке эффективности образовательной деятельности вузов становятся результаты образования: профессионально компетентные выпускники, становление которых происходит, в том числе, за счет их самообразования. Центр тяжести смещается с самого процесса обучения (учебные программы, академическая успеваемость студентов) на компетентностный подход с выраженной ориентацией на профессиональную и личностную подготовленность и, в первую очередь, к трудоустройству выпускников. В этих условиях механизмы обеспечения качества образования становятся центральной составляющей управления образовательной системой. Отмечено, что вступление России в Болонский процесс потребует создания инструментария для оценки степени сформированности компетенций выпускников.

Рассмотрение и анализ представленных в научной литературе подходов к определению понятий «компетентность» (А.Г. Бермус, Н.В. Кузьмина, А.В. Хуторской, М.А.Чошанов, А.И. Щербаков и др.), «компетенция» (З.А. Агеева, А.С. Белкин, В.Н. Вершинин, О.А. Добрынина, Т.А. Кривченко и др.) дали возможность утверждать, что компетенции человек получает в процессе образования, а компетентность достигается в результате профессионального и личностного самосовершенствования. Под компетенциями будущего учителя физики мы понимаем обладание знаниями, владение умениями, личностные качества и способность их применения для успешной профессиональной деятельности (рис.1). Показано, что компетенция всегда проявляется в деятельности; невозможно выявить и диагностировать непроявленную компетенцию; профессиональная компетентность учителя физики проявляется при решении им профессиональных задач, и ее природа такова, что она может проявляться исключительно в единстве с ценностями человека при условии личностной заинтересованности в данном виде деятельности.

Уточняя содержание и специфику профессиональной компетентности специалиста, отмечено, что в процессе его становления должны быть сформированы личностные, социально значимые и профессионально важные качества, а профессиональная компетентность представляться набором универсальных и профессиональных компетенций, необходимых для практической деятельности. С учетом вида профессиональной деятельности будущего учителя физики к универсальным компетенциям мы относим: общекультурную, учебно-познавательную, ценностно-смысловую, конструктивную, информационную, коммуникативную, социально-трудовую, компетенции в области диагностики, компетенции личностного самосовершенствования. К профессиональным компетенциям мы относим: теоретические знания, экспериментальные умения, умения решать физические задачи, умения комплектования кабинета физики, умения формировать экспериментальные навыки у учащихся, умение обучать учащихся решению физических задач, умение руководить техническим творчеством учащихся.

Показано, что качественная диагностика профессиональных компетенций специалиста становится неотъемлемой частью обучения физике. Именно она позволяет судить о результативности и эффективности обучения, о качестве образования. Без проверки или самопроверки усвоенных знаний, добытых умений и навыков невозможно однозначно сказать о степени сформированности у студента профессиональных компетенций. Для того, чтобы педагогически целесообразно и методически правильно проводить диагностику компетенций, необходимо хорошо знать и учитывать функции контроля знаний и умений. Исходя из этого, в первой главе диссертации рассмотрены контролирующая, обучающая, воспитывающая, развивающая, ориентирующая, прогностическая, диагностическая функции контроля знаний по физике для учета их особенностей при разработке методики диагностики профессиональных компетенций.

Вторая глава «Методика диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики» посвящена разработке методики диагностики и мониторинга знаний и умений учащихся на основе современных информационных технологий. Ее особенность заключается в том, что она позволяет диагностировать не только усвоения элементов знаний, но и, в равной мере, осуществлять проверку овладения умениями.

Анализ возможностей информационных технологий при контроле знаний и умений учащихся по физике определил перспективы их использования при разработке методики контроля знаний и умений будущих учителей физики. С помощью данных средств осуществляется сбор информации, ее фильтрация, кодирование, запоминание, хранение в памяти, извлечение, обработка, передача и предъявление в удобном виде, что способствует расширению возможностей при контроле знаний по физике. Учитывая, что проблема разработки методики контроля знаний и умений будущих учителей физики на основе использования современных информационных технологий не может быть решена без всестороннего анализа существующего опыта, нами проанализированы виды контроля, традиционные и современные методы и формы, на предмет возможности диагностики профессиональных компетенций (рис. 2). Отмечены преимущества и недостатки каждой формы контроля и определены перспективы их дальнейшего использования. Сделан вывод: в условиях изменяющейся парадигмы образования для диагностики профессиональных компетенций оправдано использование компьютерного тестирования. Показано, что тот или иной элемент профессиональной компетенции можно диагностировать как традиционными, так и современными методами, а компьютерное тестирование призвано не полностью заменить традиционные формы контроля знаний и умений по физике, а качественно их дополнить.

Проанализированы наиболее распространенные программные продукты - тестирующие комплексы, - показаны их широкие возможности при создании банка тестовых заданий. Отмечено, что их возможности колеблются от простейших, позволяющих проводить только тестирование и сохранять его результаты, а затем предоставлять их преподавателю, до достаточно сложных, снабженных различными средствами анализа результатов обучения, оформления отчетов по различным критериям, установки параметров вопросов (например, коэффициент сложности), параметров тестов (например, ограничение времени тестирования), разграничение прав доступа и др. Некоторые тестирующие программы могут использоваться дистанционно. Различаются системы и по типам вопросов: чаще всего имеется возможность создавать только одновариантные вопросы. Более сложные системы позволяют использовать несколько типов вопросов: многовариантные, открытые, на установление правильной последовательности, на нахождение соответствия. Немаловажное значение имеет стоимость такого продукта.

Однако формирование профессиональной компетентности учителя физики длительный и динамичный процесс. Для того чтобы проследить эту динамику и вовремя принять необходимые управленческие решения эпизодической проверки знаний и умений недостаточно. Необходимо привлекать инструментарии системной диагностики, которые позволяют проследить за объектом до и после управляющего воздействия. Одними из таких инструментариев являются мониторинг и рейтинговая система. Использование мониторинга позволяет оптимизировать управление образовательным процессом, включить в пространство управленческой деятельности значительное число педагогов, что делает контроль знаний и умений демократичным и предельно объективным.

В главе приведены критерии оценки учащихся за выполненное компьютерное тестирование. Показаны преимущества разработанной методики диагностики профессиональных компетенций студентов, знаний и умений школьников, основанной на внедрение в образовательный процесс рейтинговой системы, мониторинга и компьютерного тестирования, которая кроме знаний позволяет выявлять владения умениями. Рейтинговая система и мониторинг позволяют индивидуализировать работу с каждым учащимся, компьютерное тестирование позволяет им работать в индивидуальном темпе, охватывает больший объем проверяемых элементов, что приводит к улучшению знаний и успеваемости, повышению интереса к физике, более полному раскрытию способностей каждого учащегося. Средствами созданной методики достигается преодоление негативного отношения к контрольным мероприятиям, что сказывается на психологическом климате в коллективе, преобладании побуждающих мотивов к учебе для учащихся различного статуса. профессиональный компетенция знание образование

В третьей главе «Организация, проведение и результаты педагогического эксперимента» дана общая характеристика констатирующего, поискового и формирующего этапов педагогического эксперимента, представлены задачи каждого этапа, используемые методы и полученные результаты.

Педагогический эксперимент проводился на базе физико-математического факультета в 2006-2008 гг., а также в пяти школах города Рязани и Рязанской области в 2004-2008 гг., охватил 80 студентов, получающих основную специальность «Учитель физики», и около 500 школьников. Цель эксперимента заключалась в проверке справедливости гипотезы исследования.

Экспериментальное исследование строилось на основе диагностики уровня сформированности того или иного элемента профессиональной компетенции студентов традиционными и современными методами. Применялись методы педагогического наблюдения, анкетирования, опроса. Использовались разработанные рейтинговые карты. Всесторонне изучались характеристики экспериментальных и контрольных классов и групп с использованием педагогических тестов.

Констатирующий эксперимент выявил проблемы, связанные с диагностикой компетенций студентов, знаний и умений школьников, необходимостью совершенствования и расширения методов контроля знаний по физике в школе и вузе, опираясь на подходы связанные с использованием для этого компьютерных технологий, что подтвердило актуальность темы исследования. На этом этапе определялся исходный уровень сформированности профессиональных компетенций у будущих учителей физики, знаний и умений у школьников, а также выявлялись и анализировались их психологические особенности, сферы интересов, так как предполагалось учитывать эти данные для решения поставленных задач. Результаты констатирующего эксперимента в школе указали на низкий рейтинг физики среди других изучаемых предметов, отрицательное отношение к различным методам контроля и оценки знаний и умений, на нерациональное использование компьютерных технологий при ее изучении. Обозначились проблемы в организации образовательного процесса и некоторые проблемы психологического характера. Констатирующий эксперимент в вузе выявил недостатки традиционной системы диагностики знаний и умений. Главный из них очевиден: она никак не способствует непрерывной работе студентов, что сказывается на их успеваемости.

На поисковом этапе эксперимента создавалась методика комплексной диагностики профессиональных компетенций студентов, знаний и умений школьников при изучении физики, путем внедрения компьютерного тестирования, уточнялись существующие банки тестовых заданий на предмет диагностики компетенций и создавались новые. Определялись и уточнялись направления модернизации рейтинговой системы контроля знаний, мониторинга, производился качественный анализ существующих методик контроля знаний и умений, имеющегося учебного оборудования для их осуществления. В ходе поискового этапа эксперимента выработаны рекомендации по использованию компьютерных технологий для диагностики профессиональных компетенций студентов, знаний и умений школьников, рейтинговая система контроля знаний и мониторинг адаптированы к процессу изучения физики.

Основной целью формирующего эксперимента являлось подтверждение эффективности предлагаемой методики и проверка выдвинутой гипотезы. Принимавшие участие в эксперименте классы и студенческие группы делились на контрольные и экспериментальные. В школе преподавание в обоих классах осуществлялось соискателем, но с применением различных методов диагностики знаний и умений. В вузе эксперимент осуществлялся силами соискателя и преподавателей кафедры с аналогичным подходом к диагностике. Результаты формирующего эксперимента обрабатывались различными статистическими методами.

Компьютерное тестирование школьников и студентов экспериментальных классов (групп) проводилось несколько раз в году: предварительное, промежуточное, текущее, итоговое. Диагностическому тестированию подвергались школьники и студенты экспериментальных и контрольных классов (групп).

В третьей главе представлены примеры тестовых заданий разного типа и уровня сложности для диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики, знаний и умений школьников. Задания содержат задачи описательного, графического характера, задачи-рисунки, а также задачи, для решения которых необходимо применить известный алгоритм. Предполагается проверка следующих видов деятельности: воспроизведение знаний, применение знаний и умений в знакомой ситуации, применение знаний и умений в измененной ситуации, применение знаний и умений в новой ситуации. Воспроизведение знаний подразумевает знание основных фактов, понятий, моделей, явлений, законов, умение называть их границы применимости. Воспроизведение знаний в знакомой и измененной ситуации подразумевает сформированность умений объяснять физические явления, анализировать процессы на качественном и расчетном уровне, иллюстрировать роль физики в создании и совершенствовании технических объектов. Учитывая, что физическое образование должно быть завершенным, предлагаемые нами тестовые задания отображают структуру учебной дисциплины, различаются формой и имеют два уровня сложности. Все разработки сведены в единый банк тестовых заданий, который используется в учебном процессе.

Полученные результаты обрабатывались с использованием статистического метода «хи-квадрат». До начала эксперимента статистически значимых различий между контрольной и экспериментальной группами учащихся не обнаружено. Активно вмешиваться в процесс обучения учащихся и прослеживать за динамикой изменения показателей учебного процесса позволял проводимый нами в течение всего срока педагогического эксперимента мониторинг процесса обучения физике.

Подводя итоги сказанному, можно сделать следующий вывод: введение предложенного подхода осуществления эксперимента позволяет не только качественно диагностировать знания и умения школьников, но и повысить их уровень, что отражается на динамике успеваемости учащихся экспериментальных классов за три года обучения (с 7 по 9 класс). (Рис. 3)

Видно, что успеваемость учащихся в экспериментальных классах имеет четкую тенденцию к улучшению с момента внедрения в учебный процесс компьютерного тестирования. Происходит переход учащихся из группы неуспевающих и средних учащихся в группу хорошистов и отличников.

Для контрольных классов успеваемость по годам изменяется хаотично и не подчиняется каким-либо закономерностям (Рис. 4).



Внедрение компьютерного тестирования и мониторинга в старшие классы не выявило каких-либо явных тенденций: и в контрольных, и в экспериментальных классах динамика изменения успеваемости близка, что, вероятно, связано с невозможностью обеспечить чистоту педагогического эксперимента для этих классов (диаграммы представлены в диссертации). Многие учащиеся выпускных классов по собственному желанию начинают независимо друг от друга знакомиться и использовать тестирование в своей практике обучения помимо школы.

По окончании педагогического эксперимента можно констатировать: школьники и студенты экспериментальных классов (групп) показали лучшие теоретические знания, более высокий уровень сформированности экспериментальных умений, умения решать физические задачи (рис 5).

Внедрение рейтинговой системы и компьютерного тестирования для диагностики профессиональных компетенций студентов позволило перевести на качественно иной уровень их успеваемость. Относительная доля троек среди положительных оценок уменьшилась примерно в два раза. В то же время доля студентов, явно не справляющихся с учебным графиком и имеющих низкий рейтинг, не уменьшилась.

Школьники Студенты



Анализ итогов педагогического эксперимента в вузе констатировал качественное продвижение студентов на более высокий уровень знаний по физике и общую положительную динамику роста профессиональной компетентности; рост учебной мотивации, заинтересованности, постоянно растущую дисциплинированность и организованность студентов; положительное отношение студентов к предлагаемой методике работы.

Результаты тестирования, анкетирования, опросов учащихся 7-11 классов и студентов позволили сделать выводы о повышении эффективности обучения физике за счет использования преподавателями компьютерных технологий при контроле знаний и умений. Качественный анализ результатов исследования показал, что обучение физике в условиях использования таких средств способствует повышению познавательной активности, самостоятельности, внимания обучаемых, росту мотивации и интереса к физике, следствием чего является улучшение качества усвоения изучаемого материала и качества образования в целом.

Проведенное исследование позволило обнаружить статистически значимые различия между учащимися экспериментальных и контрольных классов (групп), что также свидетельствует об эффективности предложенных методов контроля знаний и умений.

Таким образом, полученные данные полностью подтвердили гипотезу исследования; поставленные цели и задачи выполнены.

В заключении диссертации подводятся основные итоги проведенной работы, излагаются основные выводы исследования:

Диссертационная работа является обобщением многолетних комплексных исследований автора, проведенных в университете и средней школе с привлечением методов экспериментальной физики, информатики, математической статистики, педагогики и психологии.

Анализ понятия «компетенция» показал, что этот термин представляет собой совокупность таких компонентов как знания, умения и готовность к выполнению определенного вида деятельности. Профессиональные компетенции учителя физики являются сложной структурой, подразумевают обладание знаниями и владение умениями при условии личностной заинтересованности педагога в осуществлении практической деятельности. Внедрение в образовательную практику компетентностного подхода актуализирует разработку эффективной методики диагностики компетенций специалистов, так как их совокупность позволяет говорить о профессиональной компетентности специалиста.

Разработана и практически реализована методика диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики, основанная на использовании в образовательном процессе информационных технологий, позволяющая диагностировать теоретические знания, экспериментальные умения, умения решать физические задачи, расширяющая возможности традиционных методов и меняющая способ выставления оценки.

Разработаны комплекты разноуровневых тестовых заданий, для диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики, знаний и умений учащихся 7-11 классов средней школы, пакет рекомендаций и инструкции по проведению компьютерного тестирования в школе и вузе, позволяющие обеспечить систематический характер контролирующих мероприятий, что позволяет активизировать учебно-познавательную деятельность учащихся при изучении физики.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность осуществления мониторинга образовательного процесса как системы целеполагающих, контролирующих и диагностических составляющих, используемых для управления процессом формирования профессиональных компетенций студентов (знаний и умений школьников) и прогнозирования дальнейшего пути их развития.

Результаты педагогического эксперимента по внедрению разработанной методики в вузе и школе позволяют утверждать, что данная методика повышает эффективность образовательного процесса, стимулирует интенсивность работы преподавателей и студентов (учителей и школьников), индивидуализирует контроль знаний и умений, позволяет объективнее подойти к оценке результатов, проследить динамику усвоения знаний каждого учащегося, дифференцировать значимость оценок (самостоятельно выполненная работа или под руководством учителя, творческая или исполнительская, по инициативе учителя или по собственной, выполненная в рамках итогового контроля или текущего), инициирует творческую деятельность учащихся, пробуждает соревновательный дух. Применение разработанной методики обеспечивает диагностируемый рост качества знаний и умений студентов и школьников, развивает мышление и познавательный интерес к физике, доказывает, что применение новых информационных технологий меняет негативное отношение учащихся к контролю знаний и к учебе в целом.

Данное исследование не претендует на решение всего комплекса задач, связанных с диагностикой профессиональных компетенций будущего учителя физики. Круг проблем, требующих дальнейшего решения, может включать в себя исследование влияния сформированных у учителя компетенций на их формирование у его учеников, а также поиск новых компонентов систем диагностики знаний и умений, основанных на применении современных информационных технологий, которые усиливали бы их личностно-ориентированную направленность.

Основные результаты отражены в следующих публикациях автора

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Шуйцев, А.М. Использование современных компьютерных технологий при изучении лазеров в средней школе/ А.В. Ельцов, А.М. Шуйцев, И.А. Захаркин, Р.В. Уфимский // Информатика и образование. 2007. №1. - С. 115 (0,06 п.л. автор. 0,02 п.л.).

2. Шуйцев, А.М. Обучение физике в условиях профильной старшей школы./ А.В. Ельцов, И.А. Захаркин, А.М. Шуйцев, // Российский научный журнал. 2008. № 4(5). - С.68-74 (0,4 п.л. автор. 0,15 п.л.).

Статьи и материалы конференций:

3. Шуйцев, А.М. Применение компьютерных технологий при создании элективных курсов по физике в средней школе/ А.М. Шуйцев // Профильное обучение по физике в старших классах общеобразовательных учреждений: проблемы, пути решения: Сборник материалов всероссийской научно-практической конференции. - Коломна: КГПИ, 2006. - С. 36-40 (0,3 п.л.).

4. Шуйцев, А.М. Компьютерные технологии тестирования на выпускном экзамене будущих учителей физики./ А.М. Шуйцев // Аспирантский вестник Рязанского государственного университета имени С. А. Есенина. - Рязань: РГУ им. С.А. Есенина, 2006. №8. - С. 72-74 (0,2 п.л.).

5. Шуйцев, А.М. Применение современных технологий тестирования для повышения профессиональной компетентности будущих учителей физики./ А.М. Шуйцев // ИКТ в подготовке учителя технологии и физики: Сборник материалов научно- практической конференции. - Коломна: КГПИ, 2007. -Часть 1. - С. 89-91 (0,2 п.л.).

6. Шуйцев, А.М. Применение компьютерного тестирования для контроля знаний учащихся различных профилей/ А.М. Шуйцев // Проблемы развивающего обучения физике в условиях предметной информационно-образовательной среды. Общеобразовательные учреждения, педагогический вуз: Доклады научно-практической конференции. - М.: МГОУ, 2007. - С. 144-147 (0,25 п.л.).

7. Шуйцев, А.М. Использование современных технологий тестирования при проведении олимпиад по физике/ А.М. Шуйцев // Рязанские физические олимпиады. - Рязань: РИРО, 2007. Вып. 12. - С. 52-55 (0,25 п.л.).

8. Шуйцев, А.М. К проблеме оценки знаний учащихся./ А.М. Шуйцев // Аспирантский вестник Рязанского государственного университета имени С. А. Есенина. - Рязань: РГУ им. С.А. Есенина, 2007. -№9. - С. 96-97 (0,13 п.л.).

9. Шуйцев, А.М. Компьютерное тестирование как способ повышения качества образования/ Е.В. Овчинникова, В.А. Степанов, А.М.Шуйцев // Единство традиций и инноваций в системе непрерывного естественно-математического образования: Труды Международной научно-методической конференции, посвященной 105-летию со дня рождения А.В. Перышкина. - Рязань: РГУ им. С.А. Есенина, 2007. - С. 158-163. (0,4 п.л. автор. 0,13 п.л.).

10. Шуйцев, А.М. Использование тестирующих программных комплексов при контроле знаний по физике/ А.М. Шуйцев // Единство традиций и инноваций в системе непрерывного естественно-математического образования: Труды Международной научно-методической конференции, посвященной 105-летию со дня рождения А.В. Перышкина. - Рязань: РГУ им. С.А. Есенина, 2007. - С. 188-189 (0,13 п.л.).

11. Шуйцев, А.М. Применение компьютерного тестирования в учебном физическом эксперименте/ А.М. Шуйцев // Учебная физика №1 - М.: ИСМО РАО, 2007. - С. 147-148 (0,13 п.л.).

12. Шуйцев, А.М. Формирование информационной компетенции будущих учителей физики в университете/ А.М. Шуйцев // ИКТ в подготовке учителя технологии и физики: Сборник материалов научно- практической конференции. - Коломна: КГПИ, 2008. -Часть 2. - С. 89-91 (0,2 п.л.).

13. Шуйцев, А.М. Проверка учебных достижений школьников посредством тестирования/ А.М. Шуйцев // Новации и традиции в преподавании физики от школы до вуза: Материалы IV научно-практической конференции. - Тула: ТГПУ им. Л.Н. Толстого, 2008. - С.70-71 (0,13 п.л.).

14. Шуйцев, А.М. Современные методы контроля знаний будущих учителей физики на примере компьютерного тестирования/ А.М. Шуйцев // Психодидактика высшего и среднего образования. Информационные технологии в образовании: опыт, проблемы, перспективы: Материалы VII международной научно-практической конференции. - Барнаул: БГПУ, 2008. -Часть 3. - С. 165-167 (0,2 п.л.).

15. Шуйцев, А.М. Система «Мониторинг - компьютерное тестирование» как эффективный инструмент контроля знаний по физике/ М.Н. Махмудов, Р.В. Уфимский, А.М. Шуйцев // Проблемы контроля и оценки качества образования по физике. Общеобразовательные учреждения, педагогический вуз: Доклады научно-практической конференции. - М.: МГОУ, 2008. - С. 37-38 (0,13 п.л. автор. 0,04 п.л.).

16. Шуйцев, А.М. Всероссийская олимпиада школьников по физике II этап. Районная олимпиада./ Н.И. Ермаков, Т.А. Ларина, С.Г. Моисеев, М.Н. Стротова, А.М. Шуйцев // Рязанские физические олимпиады. - Рязань: РИРО, 2007. -Вып. 12. - С. 5-12 (0,5 п.л. автор. 0,1 п.л.).

Размещено на Allbest.ru

...