Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Особенности новых информационных технологий обучения 12
1.1. Понятие информационной технологии обучения 12
1.2. Компьютерное обучение как новая форма организации учебного процесса 14
1.3. Сравнение форм обучения: «традиционное обучение - компьютерное обучение» 22
1.4. Дидактические требования к педагогическим программным , средствам 28
1.5. Выводы 30
Глава 2. Системный анализ в диагностике обучающих программных средств 31
2.1. Задачи системного анализа применительно к обучающим программным средствам 31
2.2. Подход к построению модели состава и структурной схемы системы диагностики качества обучающих программ 34
2.3. Информационно-аналитическая система «Анализатор качества обучающих программ» 38
2.4. Качественная и количественная оценка системы 41
2.4.1. Методы качественной оценки систем 41
2.4.2. Методы количественной оценки систем 45
2.5. Выводы 46
Глава 3. Квалиметрия обучающих программных средств 47
3.1. Определение показателей качества обучающих программ 47
3.1.1. Программно-техническая реализация 47
3.1.2. Методическая обоснованность 49
3.1.3. Психолого-эргономические аспекты 53
3.2. Методика оценки качества обучающих программ по предложенной системе критериев 56
3.3. Методика оценки качества обучающих программ методом расстановки приоритетов 58
3.4. Выбор и обоснование критериев эффективности использования обучающих программ в учебном процессе 63
3.5. Выводы 72
Глава 4. Опытно-экспериментальные исследования 74
4.1. Выбор обучающих программ для исследования 74
4.2.Оценка обучающих программ с помощью системы предложенных критериев 78
4.3. Оценка обучающих программ с помощью метода расстановки приоритетов 89
4.4. Оценка достоверности результатов 95
4.5. Доказательство корректности предложенных методик оценки качества обучающих программ 98
4.5.1. Расчет степени и прочности усвоения учебного материала 100
4.5.2. Коэффициент оценки (уровня знаний) 108
4.5.3. Коэффициент времени 108
4.5.4. Среднее время контроля 108
4.5.5. Выигрыш по времени для преподавателя 109
4.5.6. Выигрыш в объеме информации 110
4.5.7. Выигрыш в эффективности обучения 110
4.6. Выводы 111
Заключение 114
Литература 118
Приложени я 129
Приложение 1 130
Приложение 2 131
- Понятие информационной технологии обучения
- Задачи системного анализа применительно к обучающим программным средствам
- Определение показателей качества обучающих программ
- Доказательство корректности предложенных методик оценки качества обучающих программ
Введение к работе
Одним из важнейших направлений в совершенствовании подготовки специалистов является разработка и использование информационных технологий обучения. Это форма обучения на основе сочетания традиционных средств и методов со средствами современных компьютерных технологий для приобретения знаний, умений и навыков [3]. Можно выделить два основных направления компьютеризации. Цель первого - обеспечить всеобщую компьютерную грамотность, в этом случае компьютер является объектом изучения. Цель второго - использовать компьютер в качестве средства, повышающего эффективность обучения. Эти направления не исключают друг друга, каждое из них имеет свои особенности и требует решения разных проблем.
Проблема становления и развития информационных технологий обучения (ИТО) - многоаспектная и многогранная. Рассмотрению вопросов психолого-педагогического обоснования возможности их использования в образовании посвящены исследования известных педагогов и психологов Н.М, Амосова, СИ. Архангельского, Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, Б.С. Гершунского, В.М. Блинова, Т.В. Габая, П.Я. Гальперина, И.М. Глушкова, В.Л. Латышева, A.M. Довгяло, В.Г. Домрачева, И.В. Марусевой, А.П. Ершова, Б.М. Кедрова, И.Я. Лернера, В.Я. Ляудис, Е.И. Машбица, В.П. Мизинцева, В.И. Михеева, В.М. Монахова, И.В. Роберт, А.Я. Савельева, Н.А. Селезневой, А.В. Соловова, Н.Ф. Талызиной, O.K. Тихомирова, Т.Р. Хабыриной, В.Ф. Шолохович и других.
Эффективность обучения с помощью компьютера в значительной степени зависит от качества обучающих программ. При низком качестве этих программ компьютер не оправдает тех надежд на повышение эффективности обучения, которые на него возлагают. Богатейшие демонстрационные возможности и высокая степень интерактивности компьютерной техники сами по себе не могут служить основанием для того, чтобы считать обучающую программу
полезной. Эффективность программы целиком и полностью определяется тем, насколько она обеспечивает предусмотренные цели обучения, как ближайшие, так и отдаленные. При решении любого вопроса, начиная с использования графики и заканчивая индивидуализацией обучения, во главу угла должны быть поставлены учебные цели. Возможности компьютера должны быть проанализированы с точки зрения психологии, дидактики и использованы тогда, когда это необходимо с педагогической точки зрения. Не следует гнаться за внешним эффектом, обучающая система должна быть не эффектной, а эффективной [9].
Несмотря на то, что стремительное развитие информационных технологий (прежде всего multimedia) вызвало волну интереса к компьютерному обучению, обеспечение качества и эффективности разрабатываемых обучающих программ остается на низком уровне. Следует отметить низкое качество учебных программных продуктов, разработанных различными коммерческими фирмами [18-19, 50, 99]. Так в Германии и Франции, например, из 4000 программных средств только 80, т.е. 2% отвечают минимальным критериям качества. Такая же ситуация в Польше, Англии и Швейцарии. В настоящее время проектирование обучающих программ идет от учебного предмета к обучающим воздействиям и завершается программной реализацией. Более того, эти программы, предназначены для решения производственных задач. В этом случае особенности обучения учитываются лишь на уровне интуитивных представлений разработчиков. Представляется целесообразным выделить три группы проблем, связанных с применением компьютера в учебном процессе: первая относится к теории обучения, вторая - к технологии компьютерного обучения, а третья - к проектированию обучающих программ [20,21-22, 95].
Как утверждает И.В. Роберт [80]: «...Современные информационные технологии дали новый импульс для генерирования методов и концепций компьютерного обучения - от разработки педагогических программных средств до педагогической теории конструктивизма». Компьютером предоставляются
такие новые методические возможности, которые нельзя заменить каким-либо иным средством. Эти средства порождают нетрадиционные методики» ядром которых выступает информационная модель. Методическая работа с информационной моделью представляется как исследование модели. Именно в качестве этого исследования реализуется сотрудничество: «обучающая программа - обучаемый».
«Информационная модель - это достаточно продуктивное и эффективное средство обучения. Причем, это средство в многоуровневом представлении: уровень общей стратегии проектирования образцов новых информационных технологий, уровень обоснования использования конкретных информационных моделей, уровень построения информационной модели, уровень методических рекомендаций по использованию учащимися информационной модели, уровень обсуждения учащимися результатов исследования модели» [В.М. Монахов].
Существенным пробелом всех разработок является практически полное отсутствие оценки эффективности компьютерных технологий обучения. В работах Образцова П.И. [71-72], Фокина Ю.Г, Корзун М.М. [96] делаются попытки ввести дифференцированные критерии, зависящие от форм и методов применяемых в информационных технологиях обучения (ИТО): возможность индивидуализации и профессиональной направленности обучения, использование компьютерной техники при подготовке специалистов различных профилей, достоверность и точность моделирования расчетов, степень разгрузки обучающих и обучаемых от трудоемких, рутинных операций по контролю обучения, расчетам и другие. Придерживаясь описательного пути, определяя качественные показатели по результатам решения определенных заданий, путем оценки ответов на вопросы и т.д., используя показатели важности, стоимости, весомости и т.п., исследователи устанавливают заданные критерии эффективности применения ИТО [59]. Однако анализ показывает, что таким образом весьма сложно объективно и достоверно оценить знания, приобретенные за счет использования компьютерной и информационной
техники, и прежде всего их творческое умение использовать ее, учесть при этом не только прямые, но и косвенные показатели качества обучения. Эти оценки зачастую чрезмерно субъективны и недостаточно точны и последовательны.
Оценивая эффективность применения ИТО таким образом, преподаватели не получают полной информации о действительном состоянии сформированных знаний, навыков и умений у обучаемых, а тем более о процессах их приобретения. Этот подход не позволяет определить количественные показатели эффективности процесса обучения, использование которых имеет ряд своих преимуществ и особенностей. Кроме того, наблюдается стремление специалистов опираться на сложный математический аппарат, что делает расчеты громоздкими и трудноприменимыми в практической деятельности. Тем не менее, наличие качественных характеристик не только существенно, но, безусловно, необходимо, так как принципиально облегчает решение проблемы оценки эффективности применения ИТО в учебном процессе, получение более объективной картины обучения. Такая оценка или сравнительный анализ очень важны, поскольку помогают сориентироваться в выборе направлений, их развития и внедрения. Налицо объективно сложившееся противоречие между острой необходимостью информатизации учебного процесса на основе широкого применения ИТО и неразработанностью аппарата оценки качества обучающих программ и эффективности их использования в учебном процессе.
Исходя из выше сказанного, сформулируем проблему исследования: оценка качества программных средств учебного назначения с целью повышения эффективности учебного процесса.
Исходя из поставленной проблемы, можно определить объект, предмет и цель исследования.
Объект исследования - учебный процесс с применением информационных технологий обучения.
Предмет исследования - обучающие программные средства.
Цель исследования - разработка методик оценки качества обучающих программных средств и эффективности их применения в учебном процессе.
Цель, объект и предмет позволили сформулировать гипотезу исследования. В основу гипотезы исследования положено предположение о том, что эффективность применения информационных программных средств в технологиях обучения зависит от ряда значимых факторов:
1. Качество обучающих программных средств, выраженное через его показатели, учитывающие их программно-техническую реализацию, методическую (в том числе дидактическую) обоснованность и поддержку, психолого-эргономическую комфортность использования.
2. Наличие доступной пользователю методики оценки пригодности обучающих информационных (в частности, компьютерных, программных) средств для конкретной образовательной технологии.
3. Умение пользователя определять эффективность использования информационных программных средств в обучении, по конкретному предмету, дисциплине.
В соответствии с поставленной целью задачи исследования формулируются следующим образом:
• обосновать применение системного анализа, применительно к обучающим программным средствам;
• разработать структурную схему информационной системы «Анализатор качества обучающих программ»;
• систематизировать показатели качества обучающих программ;
• разработать методики оценки обучающей программы;
• выбрать и обосновать критерии оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.
Методологическую ОСНОВУ исследования составляют системный подход, основанный на поиске и нахождении целостных характеристик изучаемых педагогических фактов и явлений, концепция личностно-ориентированного и
личиостно-деятельностного подхода к процессу обучения, теория формирования содержания общего и профессионального образования.
Методы исследования. В ходе исследования были использованы следующие группы методов: теоретические (анализ литературы, проектирование результатов и процессов их достижения на различных этапах поисковой работы и др.); эмпирические (анкетирование, интервьюирование, беседы, экспертная оценка, изучение педагогической документации).
Опытно-экспериментальное исследование проводилось на базе образовательных учреждений г. Павлодара. В опытно-экспериментальной работе приняли участие около 2000 учащихся, преподавателей муниципального образования. Основные этапы исследования.
Первый этап (2000-2001 г. г.) поисковый. В ходе этого этапа осуществлялись выбор и формулирование проблемы исследования, выявлялись основные концептуальные идеи исследования, его приоритетные задачи и направления; проводился анализ литературы по проблеме исследования.
Второй этап (2001-2002 г.г.) аналитический. На данном этапе проводился констатирующий эксперимент, формулировались оценочные критерии качества программ учебного назначения, разрабатывались методики оценки их содержания и дидактического обеспечения.
Третий этап (2002-2003 г.г.) экспериментальный. Проводилась экспериментальная работа по опытной проверке предложенных методик. Обобщались и систематизировались материалы исследования, формулировались выводы и рекомендации по внедрению его результатов в практику, оформлялось диссертационное исследование.
Научная новизна исследования заключается в следующем: 1. Предложена система критериев (программно-технические, методические, психолого-эргономические аспекты) и показатели качества обучающих программных средств, входящих в эти критерии, а также критерии для
оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.
2, Разработаны методика оценки обучающих программ по предложенной системе показателей качества и методика оценки обучающих программ с помощью метода расстановки приоритета.
3, Определена структурная схема информационной системы «Анализатор качества обучающих программ». В систему «АКОП» входят 6 подсистем (Блок ввода входных данных, оценочный блок, методики оценки, редактор методик, БД входных данных), каждая из которых имеет соответствующий набор элементов.
Теоретическая значимость результатов исследования определяется использованием методологии системного анализа для оценки качества обучающих программ. Исследованием проблемы квалиметрии обучающих программных средств. Выработкой подхода к построению модели системы диагностики качества образования.
Практическая значимость диссертации заключается в том, что разработанная информационно-аналитическая система «Анализатор качества обучающих программ» позволяет:
1. использовать сформированную систему критериев качества при создании новых обучающих программ;
2. оценивать результаты, качество и степень усвоения учебного содержания.
На зашиту выносятся следующие положения:
1. Структура информационно-аналитической системы «Анализатор
качества обучающих программ» (АКОП). Система «АКОП» осуществляет диагностику качества обучающих программных средств, посредством корректировки действий объекта управления (Исследователя). В основу работы данной информационно-аналитической системы «АКОП» положены разработанные оценочные методики, базирующиеся на предложенной системе показателей качества обучающих программ.
2. Для проведения целостной квалиметрии обучающих программных средств, предложена система показателей их качества. Система содержит показатели качества, которые разбиты на три критерия: программно-техническая реализация, методическая обоснованность, психолого-эргономические аспекты, В каждой группе выделено по 10 оценочных показателей.
3. Перед разработчиками и пользователями обучающих программных средств встает задача оценки эффективности использования их в учебном процессе. В связи с этим предлагается метод оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и заслужили одобрение на: Международной научно-практической конференции «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве» (Тирасполь, 2001), на Международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании» (Кемерово, 2002); Международной конференции «Информационные системы и технологии» (Новосибирск, 2003); Региональной научной конференции «Философия науки и техники: итоги XX века» (Новосибирск, 2000); Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука, Техника, Инновации» (Новосибирск, 2002); The 6 Russian-Korean International Symposium On Science and Technology «KORUS-2002» (Novosibirsk, 2002). Публикации, По результатам исследования опубликовано 12 работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений. Общий объем работы 128 страницы, включая 37 таблиц и 24 рисунка.
Личным вклад заключается во всех разработках и результатах, изложенных в основном тексте диссертации, без ссылок на другие источники.
Понятие информационной технологии обучения
Совершенствование технологий обучения занимает одно из первых мест среди многочисленных новых направлений развития образования, привлекающих в последние два-три десятилетия особое внимание исследователей проблем высшей школы.
Анализ работ ведущих специалистов показывает, что технологии обучения лежат в основе определения образовательной политики всех развитых стран [24-25]. В последние годы этой проблеме большое внимание уделяется и в России. Любая научно-обоснованная технология является промежуточным звеном между определенной наукой и соответствующим производством. Общеизвестная истина о необходимости такого промежуточного звена, к сожалению, совершенно игнорируется в системе образования. Между тем, в сотнях работ по проблемам образования, а также в официальных документах речь идет о непосредственном внедрении результатов исследований в практику обучения, хотя в принципе сделать это невозможно. Между теорией и практикой должен быть ряд промежуточных звеньев и одно из них - технология обучения [6, 38, 61].
Большинство исследователей сходятся также на том, что технология обучения должна быть связана с оптимальным построением и реализацией учебного процесса с учетом целей обучения. Так, например, В.П. Беспалько [9-Ю] определяет ее как «содержательную технику реализации учебно-воспитательного процесса», а точка зрения Н.Ф. Талызиной [89] заключается в том, что в настоящее время современная технология обучения состоит в определении наиболее рациональных способов достижения поставленных целей.
Таким образом, технология обучения - это технологический процесс процедур и операций, составляющих в совокупности целостную дидактическую систему, реализация которой приводит к достижению гарантированных целей обучения.
В научной и научно-методической литературе, посвященной проблеме информатизации образования (работы Б.С. Гершунского, В.Г. Домрачева, В.В. Гусева, И.В. Роберта, А.Н. Тихонова и др.), часто встречаются такие однопорядковые синомические выражения как «новые информационные технологии», «технологии компьютерного обучения» и др. Это свидетельствует о том, что терминология в этой области исследований и соответствующие ей понятия еще не устоялись.
Приход новых аппаратных и программных средств, наращивание возможности компьютера, переход в разряд анахронизма понимания его как вычислителя, постепенно привели к вытеснению термина «компьютерные технологии» понятием «информационные технологии» (ИТО). Под последними понимаются процессы накопления, обработки, представления и использования информации с помощью электронных средств [45, 52].
Существуют различные подходы к оценке сущности и места ИТО в образовательном процессе. Так в справочной литературе информационная технология обучения определена как совокупность теоретических знаний компьютерных средств, а также методик, регламентирующих их использование в обучении [2, 46, 48, 49, 53]. Более широкая трактовка этого термина приведена в [57]. Здесь предлагается понимать под ИТО совокупность методов и технических средств сбора, организации, хранения, обработки, передачи, и представления информации, расширяющей знания людей и развивающих их возможности по управлению техническими и социальными процессами.
Е.И. Машбиц [64] и Н.Ф. Талызина [90, 91] рассматривают информационную технологию обучения как некоторую совокупность обучающих программ различного типа: от простейших программ, обеспечивающих контроль знаний, до обучающих систем, базирующихся на искусственном интеллекте.
Содержательный анализ приведенных определений показывает, что в настоящее время существует два явно выраженных подхода к определению ИТО.
В первом из них предлагается рассматривать ее как дидактический процесс, организованный с использованием совокупности внедряемых в системы обучения принципиально новых средств и методов обработки данных (методов обучения), представляющих целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение информационных продуктов (данных, знаний, идей) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями познавательной деятельности обучаемых.
Во втором случае речь идет о создании определенной технической среды обучения, в которой ключевое место занимают используемые информационные технологии [54].
Таким- образом, в первом случае речь идет о информационных технологиях обучения (как процессе обучения), а во втором случае о применении информационных технологий в обучении (как использование информационных средств в обучении).
Далее в работе основное внимание будет уделено исследованию ИТО, относящихся ко второй группе технологий.
Задачи системного анализа применительно к обучающим программным средствам
Системным анализом называется логически связанная совокупность теоретических и практических положений из области математики, естественных наук и опыта разработки сложных систем, обеспечивающая повышение обоснованности решения конкретной проблемы [5, 37].
В системном анализе используются как математический аппарат общей теории систем, так и другие качественные и количественные методы из области математической логики, теории принятия решений, теории эффективности, теории информации, структурной лингвистики, теории нечетких множеств, методов искусственного интеллекта, методов моделирования.
Иногда говорят, что системный анализ - это методика улучшающего вмешательства в проблемную ситуацию. В состав задачи системного анализа в процессе создания систем входят задачи декомпозиции, анализа и синтеза [28].
Задача декомпозиции означает представление системы в виде подсистем, состоящих из более мелких элементов.
Задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы или среды, окружающей систему. Целью анализа может быть определение закона преобразования информации, задающей поведение системы. В последнем случае речь идет об агрегации (композиции) системы в один единственный элемент.
Задача синтеза системы противоположна задаче анализа. Необходимо по описанию закона преобразования построить систему, фактически выполняющую это преобразование по определенному алгоритму. При этом должен быть предварительно определен класс элементов, из которых строится искомая система, реализующая алгоритм функционирования.
В рамках каждой задачи выполняются частные процедуры. Например, задача декомпозиции включает процедуры наблюдения, измерения свойств системы. В задачах анализа и синтеза выделяются процедуры оценки исследуемых свойств, алгоритмов, реализующих заданный закон преобразования.
Методологической базой разработки методик для оценки качества обучающих программных средств, как модели построения эффективного обучения, является системный подход. Возможность его применения к педагогическим объектам основывается на системности как важном качестве объективной действительности.
При системном подходе обучение рассматривается как двуединая деятельность преподавателя и студента, имеющая системный характер, и предметом анализа является взаимодействие между обучающим и обучаемым.
Сложная совокупность взаимоотношений и связей преподавателя с обучаемым опосредуется через систему средств, методов и организационных форм обучения.
Процесс обучения - это комплекс взаимосвязанных компонентов, объединенных общей целью функционирования и единством управления. Следовательно, вскрыть действительные условия, факторы эффективности обучения можно только на основе системного анализа взаимодействия учащегося и преподавателя. Это взаимодействие опосредованно выражается в структурной организации процесса обучения, которая, очевидно, и должна подвергнуться системному анализу.
«Весьма существенным приемом проникновения в целостные свойства системы, - пишет Ю.К. Бабанский, - является вычленение такой единицы, такой «клеточки», которая отражала бы в наиболее полном виде целостную специфику анализируемого объекта». По его мнению, для процесса обучения такой «клеточкой» является «единичный цикл обучения», включающий в себя цель, содержание, методы и средства решения определенной учебно-воспитательной задачи в ее наиболее конкретной форме.
При анализе процесса обучения как системы необходимо рассмотреть его, прежде всего с точки зрения целостности. Под целостностью понимается общее свойство систем любой природы, характеризующее высокий уровень развития системы и ее способность производить качественно новое (в случае системы обучения - ее способность обеспечить высокий уровень подготовки всех обучающихся).
Выделим две тесно связанные стороны целостности - организованность и упорядоченность всех элементов системы. Организованность свидетельствует о регулировании, управлении связями между элементами системы и связями с окружающей средой. Упорядоченность системы свидетельствует о преобладании в ней необходимых (существенных) связей над случайными. Таким образом, под целостной системой понимается организованная и упорядоченная система с развитыми внутренними и внешними связями, система, в которой появляются новые, интегральные качества, не свойственные отдельным ее компонентам. Отсюда следует, что чем целостнее система, тем более она результативна, тем эффективнее она действует.
Применяя эти положения к организации учебного процесса, и конкретно, на занятиях с применением обучающих программных средств, приходим к выводу о том, что наличие различных методических систем, эффективных программных разработок позволит обеспечить качественную целостность системы обучения, и, следовательно, повышение ее эффективности и результативности.
Определение показателей качества обучающих программ
Сформулируем показатели для оценки самой программы [26]: 1. адаптация под современные операционные системы; 2. использование качественной графики; 3. применение динамических эффектов (анимация); 4. наличие звукового сопровождения; 5. возможность выбора последовательности объема и темпа работы; 6. открытость для модернизации содержания учебных курсов; 7. гарантирование: а) работы программы при неправильном нажатии клавиш; б) остановки программы в любой момент (без риска сбоев). 8. возможность повторять отдельные части программы (или пропускать их); 9. возможность отмены ввода; 10.наличие средства адаптации к обучаемому.
Теперь поясним каждый показатель в отдельности. Показатель 1 показывает насколько гибкая структура у данного обучающего средства. Разработано оно под конкретную ОС (операционную систему) или подстраивается под ОС пользователя. В виду того что, программное обеспечение постоянно изменяется, появляются все новые версии операционных систем, поэтому адаптация программного средства под современные операционные системы (ОС) является, по меньшей мере, необходимой.
Показатель 2. Доказано, что наглядные средства обучения оказывают большое влияние на восприятие учебного материала. В связи с этим, качество «экранной» графики должно быть на высоком уровне. Изображенные на экране объекты должны быть узнаваемыми, четкими, однозначными.
Показатель 3. Наличие динамических эффектов в обучающей программе концентрирует внимание на изучаемой проблеме, тем самым значительно повышает понимание и доходчивость учебного материала. С другой стороны, применение анимационных эффектов в учебном материале оказывает благотворное действие на мотивацию обучаемых [68, 97].
Показатель 4. Использование в обучающем программном средстве такой мультимедийной возможности, как звук, позволяет на подсознательном уровне привлечь вЕїимание обучаемых к учебному процессу, мотивировать их на дальнейшее изучение материала.
Показатель 5. В виду того, что обучаются одновременно учащиеся различного уровня нервной системы (темперамента), который сказывается на времени, скорости, объеме усвоения материала, должна быть обязательно реализована возможность индивидуального выбора объема, темпа работы.
Показатель 6. Необходимо отметить, что возможность модификации содержания учебной информации в обучающих программных средствах, является актуальной. Статичность (в смысле обновления) преподнесенной информации сужает область применения данного программного средства, делает его устаревшим в изучаемой предметной области.
Показатель 7. а) Разработчиками должно быть предусмотрено, что при изучении материала обучаемым могут быть нажаты клавиши, не предусмотренные программой. В этом случае не должно прекращаться (или блокироваться) дальнейшее функционирование программы, б) В связи с тем, что время использования обучающей программы определяется преподавателем, должна быть предусмотрена возможность остановки программы в любой удобный для обучаемых момент времени без риска потери информации по ходу изучения (статистики оценок, вопросов, заданий для конкретного ученика).
Показатель 8. В связи с тем, что уровень усвоения учебной информации у разных обучаемых не одинаков, обучающее программное средство обязательно должно поддерживать режим повтора и/или пропуска фрагментов программы.
Показатель 9. В обучающем программном средстве должна быть предусмотрена возможность отмены ввода, т.е. как правило, в программах предусмотрен интерактивный режим работы «обучаемый - компьютер». При ответе на вопрос ученик может ввести не корректную, на его взгляд информацию, и у него должна быть возможность ее исправить.
Показатель 10. Данный показатель предполагает, что обучающая программа содержит встроенный модуль, посредством которого программа адаптируется под обучаемого, его психотип, уровень мышления и т.д.
Доказательство корректности предложенных методик оценки качества обучающих программ
Для получения доказательства корректности разработанных методик оценки качества обучающих программных средств учебного назначения проведем опытно-экспериментальную работу.
Цель этой работы - показать как влияет на учебный процесс применение обучающих программ разного качества. Используя подход, описанный в гл.З, оценим обучение с помощью двух программ (из выбранных ранее 4-х), с интегральным показателем качества равным 1,5945 (ОП№2) и 1,445 (ОП№1).
Выделим 2 группы: экспериментальную (обучение по ОП с высоким показателем качества) и контрольную (обучение по ОП с низким показателем качества).
Эксперимент разобьем на три этапа:
1. констатирующий этап
На данном этапе нами определены группы обучаемых для исследования. Для этого были взяты две учебных группы (количество в группе - 22 и 20 человек соответственно).
1. Реализована методика оценки качества обучающих программ по предложенной системе критериев. Нами были рассчитаны: показатели качества по каждому критерию, итоговая оценка, интегральный показатель качества каждой ОП, и на основании полученных расчетов сделаны выводы: по результатам проведения данной методики получено, что реализация всех трех критериев (программно-техническая реализация, методическая (педагогическая) обоснованность, психолого-эргономические аспекты) в обучающей программе №2 («1С: Репетитор. Физика») лучше.
2. Реализована методика оценки качества обучающих программ методом расстановки приоритетов. Для получения результатов были составлены матрицы смежности по каждому из определенных ранее показателей сравнения и вычислен комплексный приоритет Piкомпл. . В результате программное средство учебного назначения, для которого получено наибольшее значение /Компл. считается наилучшим из сравниваемых. В итоге, ОП №2 - «1С:Репетитор.Физика» считается наилучшим из сравниваемых.
3. Реализована методика оценки эффективности использования обучающих программ в учебном процессе. Для реализации были созданы две группы: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ (с применением ОП) и КОНТРОЛЬНАЯ (по традиционной методике). Проведены следующие расчеты и получены следующие результаты:
а) Расчет степени усвоения учебного материала. Получено, что в экспериментальной группе степень усвоения возросла на 0,32 балла, а в контрольной - упала на 0,1 балл. Эффективность обучения с ОП высокого качества выше в 1,3 раза. Проверка достоверности полученных результатов показала, что в экспериментальной группе результат аналогичного повторного среза будет с 95% вероятностью лежать в области от 3,96 баллов до 4,58 баллов, а в контрольной - от 3,32 баллов до 4,08 баллов.
б) Расчет прочности усвоения учебного материала. Получено, что в экспериментальной группе прочность усвоения снизилась лишь на 0,1 балл, а в контрольной - снизилась на 0,4 балл. Эффективность обучения с ОП высокого качества выше в 1,3 раза. Проверка достоверности полученных результатов показала, что в экспериментальной группе результат аналогичного повторного среза будет с 95% вероятностью лежать в области от 3,74 балла до 4,36 баллов, а в контрольной - от 3,27 баллов до 3,73 баллов.
Достоверность различий контрольной и экспериментальной групп оценивалась непараметрическим методом статистического анализа по критерию Манна-Уитни и отразила высокую значимость (р 0.01) (SPSS Professional Statistics 6.1) [105]. в) Значение коэффициента оценки (уровня знаний) составляет 1,2. Следовательно, использование ОП высокого качества эффективнее ОП низкого качества в 1,2 раза. г) Значение коэффициента времени составляет 0,6. При эффективном использовании ОП высокого качества коэффициент времени должен быть меньше единицы. д) Расчет среднего времени контроля. Получено, что в экспериментальной группе среднее время контроля составляет 28,64 минуты, а в контрольной - 47 минут, т.е с ОП высокого качества в обучении среднее время контроля сокращается в 1,6 раз. е) Расчет выигрыша во времени для преподавателя при контроле с ОП высокого качества. Получено, что выигрыш составляет 1,5.
