Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Компьютерные технологии как фактор повышения качества образовательного процесса в вузе 9
1.1. Использование компьютерных технологий при преподавании гуманитарных дисциплин 9
1.2. Анализ применения компьютерных технологий по дисциплине "физическая культура" 20
Глава 2. Методы и организация исследования 35
2.1. Методы исследования 35
2.2. Организация исследования 43
Глава 3. Создание комплекса компьютерных программ 46
3.1. Компьютерная программа "грация" 46
3.1.1. Цель создания компьютерной программы "грация" 46
3.1.2. Структура компьютерной программы "грация" 49
3.2. Компьютерная программа "грация-соревнование" 60
3.2.1. Цель создания компьютерной программы "грация-соревнование" 60
3.2.2. Структура компьютерной программы "грация-соревнование" 60
Глава 4. Результаты использования компьютерного комплекса в образовательном процессе 67
4.1. Использование компьютерной программы "грация" в образовательном процессе 67
4.2. Динамика показателей физического развития, физической и функциональной подготовленности по результатам компьютерного тестирования 70
4.3. Оценка результатов внедрения в учебный процесс компьютерной программы "грация" 84
4.4. Внедрение в образовательный процесс компьютерной программы "грация-соревнование"
Заключение 93
- Использование компьютерных технологий при преподавании гуманитарных дисциплин
- Структура компьютерной программы "грация"
- Использование компьютерной программы "грация" в образовательном процессе
- Динамика показателей физического развития, физической и функциональной подготовленности по результатам компьютерного тестирования
Введение к работе
Актуальность. В настоящее время происходит активное внедрение в образовательный процесс компьютерных технологий, в связи с этим информатизация высшей школы является одним из наиболее перспективных направлений, позволяющих существенно повысить качество и эффективность учебных занятий. Но до сегодняшнего дня процесс внедрения компьютерных технологий в систему образования носит стихийный характер, идет накопление отдельных программных продуктов, которые не образуют взаимосвязанные системы, поэтому это вызывает необходимость создания компьютерных программ, связывающих различные этапы обучения-в-единый процесс.
Использование компьютерных технологий при преподавании гуманитарных дисциплин
Концепция гуманитарного образования в вузе исходит из определяющей роли человеческих качеств, культурного и творческого потенциала личности. Поэтому целью развития системы гуманитарного знания, по мнению П.Н.Лукичева и А.П.Скорика [136], является подготовка корпуса специалистов с высокой культурой труда и общения, носителей культурных и нравственных ценностей, обладающих навыками и способностями, позволяющими усваивать и производить новые знания, понимать и обогащать международный производственный опыт.
Специалист, получающий в настоящее время диплом, должен быть признан профессионально пригодным, если при выполнении всех прочих привычных, традиционных условий, он способен рассчитывать социальные последствия инженерных решений. Профессионалом его делают не только навыки, базирующиеся на технических и экономических знаниях, но и умения действовать в среде оценок политико-правового, нравственного и даже эстетического ряда. Гуманитарное образование призвано способствовать овладению студентом основами научных знаний о человеке и обществе, истории и культуре, методологией анализа социальных явлений [34,140].
По мнению В.В.Глухова понятие гуманитарное образование необходимо расширить до понятия "общественной жизнедеятельности", элементами которой являются: история, философия, языковая грамотность, знание общественных структур и правил общественного организационного устройства, правовая грамотность, знание закономерностей поведения групп людей, знание основ человеческой психологии, знание основ физической культуры личности [69].
Полностью разделяя эту точку зрения, следует заметить, что развитие системы базового гуманитарного образования высшей школы России должно непременно сопровождаться широким использованием современной информационной и коммуникационной техники, основанной на этой технике специальных программных и информационных средствах анализа и моделирования социальных и экономических процессов [99,227].
Этому так же должно способствовать введение в вузах Российской Федерации многоуровневой структуры высшего профессионального образования, которое предполагает решение ряда научно-методических задач, связанных с разработкой и реализацией программных, информационных и методических средств и технологий обучения по гуманитарным и социально-экономическим дисциплинам [34,35]. Для осуществления этих целей необходимо внести существенные изменения, как в содержание и структуру гуманитарного цикла, так и в организацию учебного процесса.
По мнению ряда авторов, компьютерные технологии - это не дань моде, а веление времени, обусловленное общими процессами, происходящими в мире, потребностями радикального обновления всей системы образования и преподавания гуманитарных дисциплин в частности [204,160,123,211,231,18].
Постоянный рост объема информации по каждой дисциплине и увеличение количества дисциплин, как обязательных, так и элективных, при неизменных сроках обучения требуют совершенствования учебного процесса. Мы видим, что базовые курсы (история, философия, культурология, психология и педагогика, экономика, социология, политология, иностранный язык, физическая культура) с одной стороны довольно многочисленны, а с другой, - явно недостаточны. О необходимости четко осознавать какие виды учебно-познавательной деятельности можно передавать персональному компьютеру без ущерба для личностного развития будущего профессионала обсуждается во многих статьях. По мнению ряда авторов, это должны быть такие виды, для которых компьютерные программы оказывают большую помощь в выполнении рутинной работы, приводят к экономии сил и времени [173,176,194,8,95].
В свою очередь ограничение количества часов по многим предметам заставляет искать более рациональные и эффективные формы работы: подачи, усвоения и контроля знаний. В этом случае требуется создание новых эффективных программных и информационных средств в системе профессионального гуманитарного образования и выбор из имеющихся методических материалов. Поэтому обеспечение образовательного процесса компьютерными программами занимает в последние годы одно из ведущих мест [99].
Создание современных компьютерных технологий в образовательном процессе базируется на разработках в технических областях, вычислительной технике, точных науках.
По мнению академика В.М.Глушкова [70], человечество вступило в новую эру, создав ЭВМ. Создание ЭВМ позволило значительно ускорить и упростить различные математические расчеты, одновременно велся поиск новых направлений использования компьютеров [127]. Одним из таких направлений и стало использование компьютерных технологий в учебном процессе [115].
Первыми сделали практические шаги в этом направлении американские ученые. Обучение с использованием ЭВМ зародилось в США благодаря сотрудничеству фирм CDC, IBM и Cfpnegi с Национальным научным фондом и ведущими университетами Дартмунта, Станфорда, Иллинойса и других. Компьютеры использовались, в основном, в обучающем и тренировочном режимах, основывающихся на принципах программированного обучения [165]
В 1959 году фирма IBM адаптировала технологию подготовки своих специалистов к нуждам средних школ в штате Нью-Йорк. В этом же году в университете Флориды были разработаны автоматизированные курсы обучения физике и статистике. В 1960 году в университете Иллинойса начались работы по проекту Plato, одному из наиболее известных в США. Если проект Plato-I предусматривал использование только одного терминала, то проект Plato IV был рассчитан на крупные сети терминалов, осуществляющие доступ к большой машине. Одной из задач проекта являлась демонстрация технических и экономических возможностей учебных компьютерных сетей. С 1965 года в университете Иллинойса система регулярно используется в обучении различным дисциплинам, сначала как система коллективного пользования, а затем как система, объединившая несколько тысяч терминалов, соединенных с большой ЭВМ. Используемые программы были сложны и обширны, сопровождались отличной графикой и мультипликацией. В настоящее время разработана версия для микро-ЭВМ, использующая мощные микрокомпьютеры с сенсорными экранами в качестве терминалов. Учебные программы загружаются в микро - ЭВМ с центрального компьютера. Каталог программ включает около 5 тысяч компьютеризованных уроков по 70 дисциплинам [239,238,240,243,241].
Развитие компьютерных технологий позволило вывести на новый уровень процесс обучения в высшей школе. В этой связи представляет научный интерес вопросы развития теории и практики использования компьютерных технологий в образовательном процессе [49,152].
В работе В.Ю.Волкова [49] компьютерные программы подразделяются на: а) обучающие; б) контролирующие; в) информационные; г) комплексные. В тоже время автор отмечает, что компьютерные технологии пока не стали на кафедрах физического воспитания действенными составляющими учебного процесса.
Структура компьютерной программы "грация"
Работа в данном направлении с привлечением студентов и преподавателей дала возможность составить анкету с вопросами, в которых отражены практические цели. Реализация этих целей, по нашему замыслу, должна осуществляться с помощью дополнительных комплексов упражнений. Выполнять их студенткам рекомендуется после основного занятия или самостоятельно в домашних условиях. В анкетировании приняли участие 63 студентки (25 студенток I курса, 26 студенток II курса и 12 студенток старших курсов - III, IV, V). Результаты анкетирования свидетельствуют, что студентам в подавляющем большинстве (67%) нравятся учебно-тренировочные занятия аэробикой и 75% опрошенных интересно было бы пройти компьютерное тестирование. Интерес у студенток вызывает информация о биологических и физиологических ритмах организма (59%).
Отдельно были проанализированы ответы на вопросы, касающиеся изменения различных параметров фигуры. Как мы и предполагали, проблема улучшения физических данных интересует большинство девушек. Вместе с тем следует отметить процентное содержание положительных ответов по другим пунктам анкеты. Информацию по содержанию подкожного жира хотели бы получить 74% респондентов, улучшение функциональных показателей интересно тестируемым в меньшей степени (46%), что объясняется, по всей видимости, отсутствием достаточной информации у студенток о важности этих показателей для нормальной жизнедеятельности человека. Проблема коррекции фигуры волнует тестируемых в следующих процентных отношениях: укрепить мышцы живота хотели бы 68%, мышцы рук 56%, мышцы спины 58%, мышцы голени 52%, ягодичные мышцы 76%, мышцы груди 61%, похудеть в области талии 81%, уменьшить объем бедра 77% опрошенных. В анкету был включен вопрос о разделении упражнений для мышц бедра, 65% занимающихся хотелось бы, чтобы упражнения для каждой области бедра были разделены по зонам для передней, боковой, задней и внутренней поверхностей бедра.
В анкете ставился вопрос о необходимости улучшения гибкости, на что получено 63% положительных ответов. Несмотря на то, что наибольший процент положительных ответов пришелся на вопрос, касающийся уменьшения массы тела 79%, как увеличить вес тела за счет мышечной массы пожелало узнать 60% опрошенных. Следует отметить, что имеет место желание увеличить вес с помощью занятий, хотя на этот пункт анкеты положительный ответ дали лишь 18%. После анализа результатов тестирования была составлена анкета "Три желания". В ней отражены и учтены пожелания студенток, пожелавших пройти тестирование по программе "Грация". - На основании отмеченных желаний компьютерная программа выдает распечатку комплекса упражнений с подробным описанием и иллюстрациями. Упражнения составлены на опыте применения предыдущих компьютерных программ "Fitness" (авторы В.Ю.Волков, Л.М.Волкова), "Шейпинг" (авторы В.В.Трунин, Л.М.Волкова и др.), "Мини-шейпинг" (В.Ю.Волков, В.В.Зверев и др.), а также многолетнего опыта работы в группах аэробики и шейпинга. Комплекс упражнений, который выдается в виде распечатки, включает наиболее эффективные базовые упражнения на различные группы мышц [80,177,104,218,72,150,164,179,55,43,110,131]. . Таким образом, мы можем наглядно продемонстрировать студенткам индивидуальную тренировочную программу на ближайшие три-четыре месяца с рекомендациями и с учетом их личных желаний.
Разработанная компьютерная программа предполагает специальное тес тирование, которое мы рекомендуем проводить в начале семестра и повторное тестирование - в конце семестра (для определения эффективности занятий, внесения коррекции в содержание занятий и оздоровительных мероприятий). Комплексы упражнений усложняются, увеличивается количество повторений, изменяется режим их выполнения. . . В компьютерную программу также включены рекомендации по питанию и ведению здорового образа жизни [128,178,197]. Компьютерная программа "Грация" учитывает уровень физической работоспособности в соответствии с фазами менструального цикла. В связи с этим программа определяет дни, благоприятные для занятий физическими упражнениями и дни, требующие снижения физической нагрузки. При расчете этих данных учитывается длительность овариально-менструального цикла (ОМЦ) и длительность менструации (М). Компьютерная программа позволяет определить биологические ритмы обследуемого на ближайшие 3 месяца, т.е. определить дни повышенной и пониженной работоспособности, а также критические дни физического и эмоционального ритмов [190,228].
В периоде повышенной работоспособности человек ощущает прилив сил, в отличие от периода пониженной работоспособности. В критические для данного человека дни функции, входящие в "сферу действия" соответствующего ритма, достигают минимума. Особенно опасно, когда совпадают критические дни двух циклов. В критические дни с особой осторожностью необходимо относится к ситуациям, в которых организм подвергается тем или иным испытаниям. Именно в критические дни повышается вероятность заболеваний. Таким образом, теория биоритмов в какой-то степени предостерегает от капризов судьбы или, по крайней мере, уменьшает риск, смягчает вред, наносимый "несчастливыми" днями.
БЛОК "ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ" включает: рост стоя, вес тела, окружности: запястья, талии, таза, бедра в самом широком месте, КЖС (кожно-жировая складка) на спине, на плече (сзади), на животе, боковая (справа), на талии, на бедре (внутри, снаружи, сзади, спереди).
Использование компьютерной программы "грация" в образовательном процессе
В исследовании было проанализировано изменение показателей физического развития, физической и функциональной подготовленности учебных групп. Все участвующие в исследовании студентки были разделены на две группы (экспериментальную и контрольную). В эти группы вошли студентки второго курса СПбГПУ. Занятия в контрольной и экспериментальной группах проводили преподаватели Межвузовского центра по физической культуре СПбГПУ (в рамках дополнительных занятий по дисциплине "Физическая культура"). С помощью метода случайной выборки, используя таблицу случайных чисел [9], 60 студенток были условно выбраны для данного анализа (30 девушек экспериментальной группы, 30 девушек контрольной группы).
При анализе исходных измерений (первый срез) не выявлено статистически значимых различий в показателях физического развития. У студенток экспериментальной группы несколько хуже результаты по отклонению фактического веса от идеального, а также по показателям окружности талии, чем в контрольной группе. Нормы содержания жирового компонента одинаковы в двух группах (табл. 4). Но все эти различия находятся на недостоверном уровне. Анализируя исходные данные по физической подготовленности, мы рассчитали среднее арифметическое значение показателей, что дало возможность сравнить данные контрольной и экспериментальной групп (табл. 5).
По показателям физической подготовленности у девушек контрольной группы несколько лучше результаты тестов на гибкость, силу мышц брюшного пресса (упражнение 2), чем в экспериментальной группе. У студенток экспериментальной группы лучше показатели по развитию силовых качеств (сгибание и разгибание рук в упоре лежа) и на силу мышц брюшного пресса (упражнение 1). По функциональному показателю результаты у экспериментальной и контрольной групп примерно одинаковы. В целом, исходные данные свидетельствуют, что результаты тестов, определяющих уровень физической подготовленности до проведения педагогического эксперимента примерно одинаковы при сравнении экспериментальной и контрольной групп.
Схема проведения эксперимента. Компьютерное тестирование по программе "Грация" мы провели в двух группах три раза в течение учебного года - в сентябре, феврале и апреле месяце. Результаты тестирования были продемонстрированы всем группам, а рекомендации, комплексы упражнений выдавались и обсуждались только в экспериментальной группе.
Результаты педагогического эксперимента свидетельствуют, что под влиянием оказанного воздействия у испытуемых всех опытных групп произошли те или иные изменения в показателях функциональной и физической подготовленности, физического развития, однако, величина этих изменений во многом обусловлена направленностью применяемых методик ведения учебных занятий. В ходе исследования проанализирована динамика результатов тестирования отдельно по контрольной и экспериментальной группам. Для математического подтверждения достоверности сдвигов в полученных результатах использовался двусторонний критерий знаков [78], где в соответствии с правилом принятия решения берется гипотеза о значимости изменения результатов в опытных группах (а=0,01). Ухудшение значения показателя отмечалось минусом, улучшение - плюсом.
В работе осуществлялась оценка весо-ростового показателя, проводимого с учетом типа телосложения студентки и расчета идеального веса тела. Оценка определялась по отклонению фактического веса от идеального. В зависимости от поставленной задачи (уменьшить или увеличить массу тела) ставился знак "+" или "-". Аналогично оценивались показатели содержания жирового компонента в организме и окружность талии.
Показатели веса тела в динамике (исходные и по окончании эксперимента) улучшились в экспериментальной группе на достоверном уровне значимости (а=0,01), показатели содержания жирового компонента и окружность талии также улучшились на достоверном уровне значимости (а=0,01).
В контрольной группе мы наблюдали улучшения, однако, эта динамика менее выражена и находится на недостоверном уровне значимости.
Изменения данных показателей, оценивающих гармоничность телосложения, свидетельствуют, что в экспериментальной группе у большинства студенток фактический вес, содержание жирового компонента, окружность талии улучшились и приблизились к идеальным величинам. В таблице 6 представлена разница между показателями физического развития контрольной и экспериментальной групп в соответствии с идеальными величинами.
Динамика показателей физического развития, физической и функциональной подготовленности по результатам компьютерного тестирования
Влияние используемых методик между опытными группами оценивалось по критерию Колмогорова-Смирнова [78].
Данный тест показывает, что в экспериментальной группе произошли изменения показателей-теста на силу мышц брюшного пресса (упражнение первое) в сторону улучшения по сравнению с контрольной группой на достоверном уровне значимости (а=0,05), т.к. полученные показатели Ті и Тг меньше критического значения равного 0,26 для данной выборки согласно таблице критических значений статистики критерия Колмогорова-Смирнова для двух выборок одинакового объема п [78].
Вторым испытанием, оценивающим силу мышц брюшного пресса (упражнение 2), в нашем исследовании был предложен следующий тест: подъем ног до прямого угла из упора на предплечьях. Анализ представленных результатов свидетельствует, что у студенток экспериментальной группы по сравнению с контрольной наблюдается более выраженное улучшение показателей. Так, среднеарифметический показатель теста в экспериментальной группе составил 11,2 раз в начале эксперимента и 13,0 раз в конце (а=0,025) против -11,7 раз и 12,3 раз в контрольной группе (изменения статистически недостоверны). Сумма знаков по группам составила: в экспериментальной - 11 единиц, в контрольной группе - 2 единицы.
Для успешного развития силовых качеств необходимо отводить часть учебно-тренировочного занятия развитию гибкости. Чтобы проверить способность выполнять движение с большой амплитудой мы взяли упражнение - наклон туловища вперед-вниз. Из нашего эксперимента видно, что занятия в контрольной группе по общепринятой методике способствуют развитию гибкости, но достоверно значимые изменения нами не получены: в начале года 13,9 см и 15,8 см в конце года. Студентки экспериментальной группы показали более выраженное улучшение: с 12,5 см и до 16,5 см (а=0,01). Сумма знаков по группам: в контрольной — 8 единиц, в экспериментальной — 12 единиц.
Изменение показателя силы мышц рук (сгибание-разгибание рук в упоре лежа) достоверно возросло за анализируемый период в экспериментальной группе с 9,5 до 12,0 раз (а=0,01). В контрольной группе прирост результатов по этому тесту несколько ниже с 7,7 до 8,5 раз. По сумме знаков: в экспериментальной группе - 11 единиц, в контрольной - 6 единиц.
На рис. 5 в качестве примера представлены результаты экспериментальной и контрольной групп в начале и в конце эксперимента по тесту 20 приседаний за 30 сек, подъем туловища из положения лежа в положение сед за 30 сек (упражнение 1) и наклон туловища вперед-вниз.
Педагогический эксперимент показал, что за год систематических занятий по разработанной нами методике с использованием компьютерного моделирования и с учетом индивидуальных особенностей каждой конкретной студентки в экспериментальной группе наблюдалось более выраженное изменение показателей физической подготовленности.
На рис. 6 представлены данные по итоговым результатам всех тестов контрольной и экспериментальной групп. Результаты изображены на лучах с 1 по 8 в виде суммы положительных изменений (1 - весо-ростовой показатель; 2 - содержание жирового компонента; 3 - окружность талии; 4-20 приседаний за 30 сек 5 - подъем туловища из положения лежа в положение сед за 30 сек; 5 - подъем ног до прямого угла из упора на предплечьях; 7 - наклон туловища вперед-вниз; 8 - сгибание-разгибание рук в упоре лежа). Итоговые показатели контрольной группы, представляет внутренняя линия, экспериментальной группы - внешняя линия. Как видно из рисунка экспериментальная группа показала лучшие результаты по всем показателям.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что у студенток из экспериментальной группы под влиянием наших занятий с применением компьютерной программы и коррекцией учебного процесса удалось добиться положительного изменения показателей, которые были значительно выше, чем в контрольной группе.
Результаты обработки полученных индивидуальных данных (табл.9) показали, что в экспериментальной группе у девушек показатели физической и функциональной подготовленности улучшились на достоверном уровне значимости, в контрольной группе также произошли улучшения результатов, однако изменения аналогичных показателей не достоверны, кроме теста подъем ног до прямого угла из упора на предплечьях (а=0,025) (табл.10).
По результатам данного исследования выявлено, что у девушек экспериментальной группы, пожелавших улучшить те или иные параметры физического состояния, которые, по их мнению, недостаточно развиты, заметны положительные сдвиги. Обсуждение положительных и отрицательных изменений тестируемых показателей способствовало выявлению скрытых возможностей и резервов для осуществления поставленных задач. Это, в свою очередь, помогло преподавателю применять методику индивидуального подхода с контролем над выполнением рекомендаций, предоставленных компьютерной программой. В данном случае у преподавателя появляется возможность стать личным тренером для каждой студентки, используя компьютерную программу, выполнившую оценочную часть и представив методических рекомендаций. Преподавателю остается выполнить консультационные функции, т.к. это практически невозможно доверить компьютерному моделированию.
