Експериментальне визначення ефективності поліізоморфних дидактичних засобів представлення змісту інженерних дисциплін

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПОЛІІЗОМОРФНИХ ДИДАКТИЧНИХ ЗАСОБІВ ПРЕДСТАВЛЕННЯ ЗМІСТУ ІНЖЕНЕРНИХ ДИСЦИПЛІН

Лазарєв М.І.

Приведено результати порівняльного експерименту, що свідчать про суттєву перевагу розроблених поліізоморфних дидактичних засобів - інтегративно-логічних моделей з подвійною образною інтеграцією та адаптивних імітаційних моделей. Використання поліізоморфних дидактичних засобів дозволило суттєво інтенсифікувати навчальну діяльність та підвищити якість засвоєння навчального матеріалу. Отримані експериментальні результати дають підставу вважати, що обрана методологія дослідження є коректною, а висунуті гіпотези та розроблені теоретичні положення одержали експериментальне підтвердження.

Лазарев Н.И.

Экспериментальное определение эффективности полиизоморфных дидактических средств представления содержания инженерных дисциплин

Приведены результаты сравнительного эксперимента, свидетельствующие о существенном преимуществе разработанных полиизоморфных дидактических средств - интегративно-логических моделей с двойной образной интеграцией и адаптивных имитационных моделей. Использование полиизоморфных дидактических средств позволило существенно интенсифицировать познавательную деятельность и повысить качество усвоения учебного материала. Полученные экспериментальные результаты позволяют сделать вывод о том, что выбранная методология исследования является корректной, а выдвинутые гипотезы и разработанные теоретические положения получили экспериментальное подтверждение.

N.I. Lazarev

Experimental Definition of Efficiency of Polyisomorphic Didactic Means of Presenting the Contents of Engineering Disciplines

The results are given of a comparative experiment testifying to a considerable advantage of the developed polyisomorphic didactic means, i.e. integration logical models with binary image integration and adaptive imitational models. The use of polyisomorpbic didactic means made possible a considerable intensification of the cognitive activity and the raise of the education material mastering quality. The experimental results obtained allow to draw a conclusion that the research methodology chosen is consistent and the suggested hypotheses and the developed theoretical propositions have been experimentally confirmed.

Постановка проблеми

Інтеграція України в міжнародний розподіл праці, збільшення обсягів навчальної інформації, зменшення термінів та необхідність підвищення якості підготовки фахівців визначили цілу низку протиріч між збільшенням обсягів інформації з предметних галузей інженерних дисциплін та обмеженими можливостями їх засвоєння студентами у певні терміни при використанні традиційних дидактичних засобів подання їх змісту; між необхідністю збільшення інтенсивності навчальної діяльності студентів при застосуванні технологій навчання інженерних дисциплін та недостатньою розробленістю теорії і методики її досягнення; між зростаючими вимогами до рівня сформованості професійно важливих якостей інженера та обмеженими можливостями управління розвитком цих якостей в технологіях навчання за допомогою традиційних дидактичних засобів подання змісту інженерних дисциплін.

Ці суперечності зумовили проблему дослідження - теоретичне обґрунтування, практичну розробку та експериментальне дослідження нових високоефективних дидактичних засобів представлення змісту інженерних дисциплін.

Аналіз останніх досліджень з визначеної проблеми

З метою підвищення інтенсивності та якості навчання студентів були розроблені нові класи дидактичних засобів представлення змісту інженерних дисциплін. До цих дидактичних засобів належать дидактичні засоби представлення і формування декларативних знань - інтегративно-логічні моделі з подвійною образною інтеграцією та процедурних знань - адаптивні імітаційні моделі. Нові дидактичні засоби одержали належне теоретичне обґрунтування та практичну розробку [1-4]. Наступним етапом є експериментальна перевірка їх ефективності.

Постановка завдання

Метою роботи є експериментальне дослідження з визначення ефективності нових класів дидактичних засобів.

Основними завданнями експериментального дослідження були визначені такі:

1. Уточнення основних характеристик розроблених поліізоморфних методів та дидактичних засобів моделювання змісту для технологій навчання інженерних дисциплін.

2. Визначення умов використання розроблених поліізоморфних методів та дидактичних засобів у технологіях навчання інженерних дисциплін.

3. Експериментальна перевірка ефективності розроблених поліізоморфних методів та дидактичних засобів моделювання змісту для технологій навчання інженерних дисциплін.

Для вирішення поставлених завдань експериментального дослідження необхідно визначити схеми експериментального плану, а також систему незалежних та залежних показників [5], які характеризують ефективність дидактичних засобів представлення змісту.

Визначення схеми експериментального плану та системи незалежних і залежних параметрів дослідження

Традиційно в експериментальних педагогічних дослідженнях використовується міжгрупова схема порівнянь [5]. У цій схемі експериментальні і контрольні умови пропонуються паралельно різним групам студентів. Тільки така схема дозволяє інтерпретувати зміни залежного (вихідного) параметру як наслідок впливу експериментальних умов.

Важливою проблемою є забезпечення валідності експерименту на етапі відбору груп студентів як контрольних, так і експериментальних. Одним з ефективних засобів забезпечення валідності експерименту є попередня рандомізація груп, яка передбачає випадковий порядок відбору експериментальних і контрольних груп.

У такому разі визначена для експериментальних досліджень схема відповідає згідно класифікації Д.Кембелла експериментальному плану з попереднім та результуючим тестуванням у контрольній та експериментальній групах [5].

Схема цього експериментального плану зображена на рисунку.

Рис. Схема експериментального плану дослідження

Наступним кроком визначення експериментального плану одержання даних для перевірки каузальної гіпотези є визначення незалежних параметрів Х' та Х''. Згідно з висунутою гіпотезою дослідження незалежними параметрами для експериментальних та контрольних груп є дидактичні засоби представлення змісту. Для експериментальних груп такими засобами є поліізоморфні дидактичні засоби представлення змісту - інтегративно-логічні та лінійні моделі для репрезентації декларативних знань і адаптивні імітаційні моделі для репрезентації процедурних знань. Для контрольних груп в якості дидактичних засобів були визначені традиційні дидактичні засоби - для репрезентації декларативних знань та послідовності виконання дій для репрезентації процедурних знань.

Згідно з висунутими гіпотезами дослідження, закладені параметри як в експериментальних, так і в контрольних групах можна розбити на два блоки. Перший блок складають об'єктивні параметри:

– час виконання завдання;

– коефіцієнт засвоєння навчального матеріалу;

– показник креативності (кількість запропонованих варіантів рішення) для завдань творчого рівня.

Другий блок складають суб'єктивні параметри самооцінки студентами рівня впливу дидактичних засобів на формування елементів системи навчальної діяльності. До суб'єктивних параметрів належать:

1. Показники сформованості пізнавальних потреб та мотивації навчальної діяльності:

– рівень інтересу до навчальної діяльності;

– рівень корисності дидактичних засобів для професійної діяльності;

– рівень мотивації навчальної діяльності;

– показник активності навчальної діяльності.

2. Показник сформованості цілей навчальної діяльності - рівень розуміння цілей навчальної діяльності.

3. Показник подання в дидактичних засобах програми навчальної діяльності - рівень визначеності послідовностей дій та способів їх виконання.

4. Показники подання в дидактичних засобах інформаційної основи навчальної діяльності:

– рівень повноти і системності інформаційної основи діяльності;

– рівень відповідності складності навчального матеріалу можливостям студентів.

5. Рівень сприяння процесам вироблення та прийняття рішень.

6. Рівень впливу на формування професійної уважності і точності.

7. Показник можливості здійснення самостійної роботи.

Для визначення залежних параметрів, які характеризують ефективність як традиційних дидактичних засобів представлення змісту, так і запропонованих для визначених загальноінженерних дисциплін, розроблена система тестових завдань. Ці завдання згідно зі шкалою В.П.Беспалько [6] дозволяють визначити рівень сформованості у студентів:

– ідентифікації об'єктів серед подібних (=1);

– репродукції інформації по пам'яті (=2);

– вміння одержувати нову інформацію на основі раніш засвоєних програм діяльності (продуктивний рівень) (=3);

– вміння самостійно виробляти нову програму діяльності (творчий рівень) (=4).

Коефіцієнт засвоєння навчальної інформації К визначався за такою формулою:

поліізоморфний дидактичний навчальний

, (1)

де а - кількість вірно виконаних дій або завдань;

р - загальна кількість дій або завдань тесту.

У праці [6] визначена така шкала значень К:

– низький рівень (К<0,7);

– середній рівень (0,7К0,85);

– високий рівень (0,85 К1)

Другим об'єктивним параметром, що досліджувався в констатуючому експерименті, був час виконання завдань. За еталон було обрано час виконання завдання фахівцем - викладачем відповідної загальноінженерної дисципліни. Запропоновано відносні витрати навчального часу (t*) визначати за допомогою такої формули:

, (2)

де t_студ - час виконання завдання студентом;

t_фах - час виконання завдання фахівцем.

Відносні витрати навчального часу - величина, що є зворотною стосовно коефіцієнта освоєння діяльності К В.П.Беспалько.

Для відносних витрат часу скористаємося такою шкалою [6]:

– низький рівень (t*4);

– середній рівень (2t*<4);

– високий рівень (t*<2);

Третім об'єктивним параметром, що визначався в констатуючому експерименті, була кількість запропонованих студентами варіантів вирішення завдання (для завдань творчого рівня).

Скористаємося відносним показником креативності:

, (3)

де К_студ - кількість варіантів вирішення завдання, що запропонував студент;

К_фах - кількість варіантів вирішення завдання, що запропонував фахівець - викладач відповідної загальноінженерної дисципліни.

Аналіз праці [6] дозволив визначити таку шкалу для відносного показника креативності:

– низький рівень (0<K_kp*0,3);

– середній рівень (0,3<K_kp*0,7);

– високий рівень (0,7<K_kp*1);

Результати експериментального визначення ефективності розроблених дидактичних засобів представлення змісту інженерних дисциплін

Проведемо аналіз результатів порівняльного експерименту.

Зменшення середніх відносних витрат навчального часу в контрольних групах складає 4-6% а в експериментальних групах - 54-76%.

Середній приріст коефіцієнту засвоєння навчального матеріалу в контрольних групах складає 3,1-6,1%, а в експериментальних групах - 19,1-25%%.

Збільшення середніх значень відносного показника креативності для контрольних групах зафіксовано у межах 5,2-7,1%, у той час як в експериментальних групах - 31-48%%.

Приріст середнього рівня інтересу до навчальної діяльності в контрольних групах визначений у межах 6,3-8,5%, а в експериментальних групах - 15,8-22,3%.

Збільшення середнього рівня корисності дидактичних засобів для професійної діяльності в контрольних групах склало 5,6-7,4%, а в експериментальних групах - 12,4-20,3%.

Збільшення середнього рівня мотивації навчальної діяльності в контрольних групах зафіксовано в межах 4,8-6,5%, а в експериментальних групах - 17,9-23,3%.

Приріст середнього показника активності навчальної діяльності в контрольних групах склав 5,1-7,5%, а в експериментальних групах - 12,8-17,7%.

Збільшення середнього рівня розуміння цілей навчальної діяльності в контрольних групах визначено у межах 4,6-6,9%, а в експериментальних групах - 17,6-21,4%.

Приріст середнього рівня визначеності послідовностей дій та способів їх виконання в контрольних групах склав 3,8-5,2%, а в експериментальних - 19,1-23,5%.

Збільшення середнього рівня повноти і системності інформаційної основи діяльності в контрольних групах зафіксовано у межах 5,3-6,5%, а в експериментальних - 14,8-19,3%.

Приріст середнього рівня відповідності складності навчального матеріалу можливостям студентів в контрольних групах склав 4,8-7,2%, а в експериментальних - 11,8-16,8%.

Збільшення середнього рівня сприяння процесам вироблення та прийняття рішень в контрольних групах визначено у межах 3,8-5,7%, а в експериментальних - 18,1-22,6%.

Приріст середнього рівня впливу дидактичних засобів на формування професійної уважності і точності в контрольних групах зафіксований у межах 3,5-4,8%, а в експериментальних - 15,7-19,5%.

Збільшення середнього показника можливості здійснення самостійної роботи з дидактичними засобами в контрольних групах склало 3,8-5,4%, а в експериментальних - 18,6-24,2%.

Узагальнені результати порівняльного експерименту наведені в таблиці.

Таблиця

Узагальнені результати порівняльного експерименту

Довірчі інтервали показників експериментальних та контрольних груп не перекриваються. Це свідчить про те, що ефективність і результативність використання розроблених поліізоморфних дидактичних засобів істотно вища у порівнянні з традиційними.

Проведений за допомогою системи Statgraphics Plus for Windows кореляційний аналіз показав сильний зв'язок між параметрами експериментального дослідження (коефіцієнт кореляції Пірсона знаходиться в межах 0,65-0,89). Аналіз результатів експериментального дослідження дозволяє зробити висновок про суттєвий позитивний вплив поліізоморфних дидактичних засобів на:

– інтенсифікацію навчальної діяльності;

– якість засвоєння навчального матеріалу;

– формування професійно важливих якостей студентів у технологіях навчання інженерних дисциплін.

Висновки

1. Результати порівняльного експерименту свідчать про суттєву перевагу розроблених поліізоморфних дидактичних засобів - інтегративно-логічних моделей з подвійною образною інтеграцією, адаптивних імітаційних моделей.

Скорочення витрат навчального часу та підвищення якості формування у студентів знань, навичок та вмінь дозволяє суттєво доповнити зміст інженерних дисциплін новітньою технічною та технологічною інформацією

2. Дисперсійний аналіз експериментальних даних показав, що довірчі інтервали експериментальних і контрольних груп не перекриваються, - це свідчить про істотно вищу ефективність і результативність розроблених поліізоморфних дидактичних засобів представлення змісту.

3. Кореляційний аналіз експериментальних даних показує сильний зв'язок між параметрами експериментального дослідження.

4. Аналіз результатів експериментального дослідження дозволяє зробити висновок про суттєвий позитивний вплив поліізоморфних дидактичних засобів на інтенсифікацію навчальної діяльності, якість засвоєння навчального матеріалу та формування професійно важливих якостей студентів в технологіях навчання інженерних дисциплін.

Отримані експериментальні результати дають підставу вважати, що обрана методологія дослідження є коректною, а висунуті гіпотези та розроблені теоретичні положення одержали експериментальне підтвердження.

Подальшого дослідження потребують питання розробки методики викладання спеціальних інженерних дисциплін на основі використання полі ізоморфних дидактичних засобів.

Література

1. Лазарєв М.І. Концепція формування поліізоморфної системи змісту загальноінженерних дисциплін для технологій навчання // Проблеми інженерно-педагогічної освіти: Зб. наук. пр. - Х.: УІПА, 2004. - Вип.6. - С.125-133.

2. Лазарєв М.І. Системний підхід до розробки інтенсивних технологій вивчення інженерних дисциплін // Неперервна професійна освіта: Теорія і практика // Науково-методичний журнал. - 2003. - Вип.1. - С.69-78.

3. Лазарєв М.І. Інтенсифікація мнемічних та інтелектуальних процесів в технологіях навчання інженерних дисциплін // Наукові записки: Зб. наук. статей Національного педагогічного університету ім. М.П.Драгоманова. - К.: НПУ, 2003. - Вип.L1 (51). - С.114-126.

4. Лазарєв М.І. Узагальнена модель репрезентації та формування у студентів процедурних знань з інженерних дисциплін в інтенсивних технологіях навчання // Теорія і практика управління соціальними системами. - 2003. - №3. - С.67-78.

5. Кемпбелл Д. Модели экспериментов в социальной психологии и прикладных исследованиях. - СПб.: Социально-психологический центр, 1996. - 392 с.

6. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. - М.: Педагогика, 1989. - 192 с.

Размещено на Allbest.ru