Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время редкое прикладное педагогическое исследование обходится без применения каких-либо стати-стико-математических методов при решении вопросов обработки собираемой эмпирической информации. Намного реже, но все же используются эти методы при определении выборок и в педагогическом моделировании. Целью применения статистико-математических методов является обеспечение достоверности полученной информации при оптимизации трудозатрат педагога-исследователя в процессе изучения основных свойств объекта, изменяющегося в ходе проводимых педагогических преобразований. Элементарное знакомство с современными статистико-математическими методами показывает, что потенциально в системе научно-педагогического исследования они могли бы, в разных сочетаниях, присутствовать:
при определении репрезентативности контингента обследуемых в диагностических и аттестационных проверках;
при отборе в соответствии с заданными критериями необходимых участников при эксперименте (в основных и контрольных группах);
при проектировании ожидаемых объемов и уровней глубины обработки необходимой для исследования эмпирической информации (и, соответственно, трудозатрат и адекватных форм ее презентации);
при выборе типов и количества эмпирических показателей при наблюдении, требуемого количества наблюдений;
в конкретных случаях - при решении технологических вопросов отбора (и модификации) методов эмпирического исследования - например, при определении параметров и количества необходимых заданий при тестировании, при определении числа и квалификации экспертов в экспертизах различного типа. Мы считаем, что в случае их полноценного и компетентного применения могло бы повыситься качество проводимых научно-педагогических исследований на всех этапах их выполнения - от замысла до презентации.
Реально в большинстве проводящихся научно-педагогических исследований авторы ограничиваются подсчетом процентов, среднеарифметических и. в лучшем случае, коэффициентами достоверности данных, но и эти методы используются с частыми грубыми ошибками.
Статистико-математическая некомпетентность педагогов исследователей в течение почти полувека является объектом обоснованной критики специалистов ВАК (Е.А. Климов, 2002; B.C. Леднев, 2003; Г.А. Месяц, 2003; А.П. Тряпицина и Н.И. Загузов, 2002, Д.И. Фельдштейн, 2005, 2008 и др.), хотя ситуация качественно не изменяется. Без доказательной статистико-математической базы результаты научно-педагогических исследований оказываются проблематичными, равно как и следующие из них выводы и предложения. Налицо воспроизводство и приумножение недостаточно доказательных фактов, выводов и рекомендаций, проблематичная эффективность
проведенных исследований и, в конечном счете, снижение результативности педагогической науки. Ситуация требует радикального изменения за счет разработки теоретических и технологических аспектов формирования у педа-. гогов-исследователей статистико-математической компетентности как составной части профессионально-педагогической компетентности, а в перспективе - углубления и расширения стандартов высшего педагогического образования в данном аспекте.
Степень разработанности проблемы. В настоящее время сложившаяся практика применения статистико-математических методов в научно-педагогических исследованиях является явно неудовлетворительной, хотя для формирования статистико-математических компетенций педагогов-исследователей имеется ряд благоприятных предпосылок:
во второй половине прошлого века сложилась современная система математической статистики с технологическими разработками процедур применения методов;
концептуально разрабатываются основы педагогических измерений и образовательной квалиметрии (B.C. Аванесов, А.А. Маслак, С.А. Сафонцев, B.C. Черепанов и др.), которые отражаются не только в монографиях и статьях малотиражных сборников, но и специализированных центральных журналах («Педагогическая диагностика», «Педагогические измерения»);
появились учебные пособия по применению статистико-математических методов в психолого-педагогических исследованиях (Дж. Гласе и Дж. Стенли, 1978; Е.А. Михайлычев и Б.Е. Механцев, 2008; С.А. Сафонцев, 2008 и др.);
накоплен и описан в отечественных и переводных монографиях, в специализированных журналах («Педагогическая диагностика», «Педагогические измерения») значительный опыт применения разнообразных статистико-математических методов в научно-педагогических исследованиях и педагогическом диагностировании (но, в основном, в области психологического и дидактического тестирования).
Потенциально создается благоприятная ситуация для преодоления сложившегося отставания в области применения статистико-математических методов в научно-педагогических исследованиях, самоограничения исследователей наиболее простыми из них, типичные ошибки в применении этих методов.
Следует отметить также, что в имеющихся разнообразных учебных пособиях по педагогическому исследованию и диагностированию в силу разных причин статистико-математических методы в научно-педагогических исследованиях получают лишь самую общую характеристику, представлены обзорно, не технологично, без раскрытия их познавательного потенциала и средств профилактики типичных ошибок в их применении. Программы статистико-математической подготовки педагогов-исследователей входят в основном в структуру программ подготовки тестологов и не рассчитаны на старшекурсников и аспирантов педагогических специальностей. Это не сти-
мулирует рост профессионально-педагогической компетенции педагогов-исследователей в области использования статистико-математических методов.
Нормализация исследовательской ситуации с эффективным использованием статистико-математических методов в педагогике осложняется рядом сложившихся противоречий:
в методологическом плане - между наличием в сопредельных с педагогикой науках разработанного технологически статистико-математического инструментария исследования - и фрагментарностью, а во многих случаях и отсутствием в системе педагогического знания исследований и разработок по его адаптации к решению типичных собственно педагогических исследовательских проблем;
в наукометрическом плане - между необходимостью разработки требований к оценке профессионализма применения в педагогических исследованиях статистико-математических методов - и недостаточностью научных разработок в этом направлении;
в технолого-педагогическом плане - между осознаваемой и теоретиками, и педагогами-исследователями острой необходимостью в прикладных разработках по адаптации в педагогике статистико-математического инструментария - и явно недостаточным вниманием к их созданию в системе педагогических исследований;
в методическом плане - между необходимостью включения в современный стандарт высшего педагогического образования дидактических единиц и соответствующих им учебных программ освоения педагогами (и аспирантами, соискателями) статистико-математических методов как компонента исследовательской культуры - и начальной, инициативной стадией процесса их разработки и внедрения.
Сложившиеся противоречия оказывают негативное влияние как на развитие инновационных процессов в российской педагогике, так и на становление удовлетворительного мониторинга образовательных процессов. Необходимость эффективного преодоления приведенных выше противоречий обусловила предполагаемую научную и практическую значимость и актуальность проведенного исследования, целевую направленность его темы и проблематики.
В научно-педагогическом плане это позволяет сформулировать как особо актуальную проблему нормализации практики применения статистико-математических методов в типичных педагогических исследовательских ситуациях: Как нормализовать практику применения статистико-математических методов в научно-педагогических исследованиях?
Подпроблемы связаны с поиском ответов на вопросы:
Каковы историко-педагогические тенденции освоения и применения педагогами-исследователями статистико-математических методов?
Как эти тенденции отражаются в современной практике научно-педагогических исследований?
Каковы реальные возможности современных статистико-математических методов в научно-педагогических исследованиях?
Каковы основные причины дискоординации возможностей статистико-математических методов и практики их применения в научно-педагогических исследованиях?
Какова система современных требований к методологии и технологиям применения статистико-математических методов в научно-педагогических исследованиях?
Каковы основные причины систематических нарушений этих требований в практике научно-педагогических исследований?
Какова модель статистико-математической компетенции педагогов-исследователей, позволяющая нормализовать практику использования статистико-математических методов в прикладных научно-педагогических исследованиях?
Каково основное содержание и структура учебной программы для студентов и аспирантов (соискателей) педагогических специальностей, отражающая эту модель?
Проблема и ее структура определили формулировку темы исследования: «Нормализация применения статистико-математических методов в научно-педагогическом исследовании». Под нормализацией мы понимаем определение и внедрение системы требований к профессионально корректному применению в педагогических исследованиях статистико-математических методов и к презентации эмпирических данных, необходимых и достаточных для объективизации оценивания достоверности данных, обоснованности выводов и эффективности проведенного исследования.
Объект исследования - статистико-математические методы, применяемые в научно-педагогическом исследовании.
Предмет исследования - профессиональная компетентность педагогов-исследователей в применении статистико-математических методов.
Цель исследования - разработка и апробация концептуальной модели профессиональной компетентности педагогов-исследователей в применении статистико-математических методов.
Гипотеза исследования:
Неэффективность применения в педагогической исследовательской практике статистико-математических методов детерминируется не столько субъективным нежеланием исполнителей их использовать, сколько отставанием педагогики как науки в области исследовательской культуры от сопредельных социальных и гуманитарных наук. Формирование статистико-математической компетентности педагогов-исследователей возможно при условиях:
разработки концептуальной модели статистико-математической компе
тенции педагогов исследователей, опирающейся на анализ историко-
педагогического опыта и современной практики применения этих мето-
дов, типологизацию исследовательских ситуаций, требующих их применения и раскрытие потенциала этих методов в подобных ситуациях;
опоры при разработке компенсирующих программ на достижения современной методологии педагогики и смежных с нею социальных и экспериментальных наук и современные педагогические технологии;
разработке и внедрении практико-ориентированных программ освоения педагогами статистико-математических методов как компонента исследовательской культуры, использующих современные достижения дидактики и нацеленных на профилактику известных педагогических затруднений в этой области.
Задачи исследования:
-
Анализ процесса становления практики использования статистико-математических методов в педагогических исследованиях для определения тенденций их развития и проблем применения.
-
Характеристика современного состояния разработки вопросов применения статистико-математических методов в теории и практике педагогических исследований
-
Систематизация и концептуальное обоснование системы требований педагогической методологии к технологии корректного применения статистико-математических методов в педагогических исследованиях;
-
Выявление и типологизация затруднений педагогов-исследователей в применении статистико-математических методов.
-
Разработка модели статистико-математической компетентности педагогов-исследователей и адекватной ей программы освоения этих компетенций педагогами (а также студентами, аспирантами, соискателями) как компонента исследовательской культуры (авторские спецкурсы «Статистико-математические методы в педагогическом исследовании» и «Тестология и прикладная математическая статистика»).
-
Проверка и апробация в опытно-экспериментальной работе модели и программы, прикладных рекомендаций по профилактике и преодолению типичных затруднений педагогов-исследователей в применении статистико-математических методов и обосновании.
Методы исследования: анализ статей, монографий, диссертаций и авторефератов, статей, монографий и тезисов докладов в аспекте организации научно-педагогических исследований и различных обследований в системе образования с применением математических и статистических методов; методы проектирования собственного исследования и моделирования структуры статистико-математической компетентности педагога-исследователя; опросы педагогов-исследователей о затруднениях применения математических и статистических методов;
микроисследования по применению перспективных методов математической статистики;
формирующий эксперимент по апробации авторских спецкурсов «Статисти-ко-математические методы в педагогическом исследовании» и «Тестология и
прикладная математическая статистика» для студентов старших курсов педагогического вуза, аспирантов и соискателей, а также для педагогов, повышающих свою квалификацию.
Методология исследования определяется на общетеоретическом уровне принципом системно-структурного подхода (И.В. Блауберг, Б.Г. Юдин, Б.С. Украинцев); методологией педагогических исследований (В.В. Краевский, Б.И. Коротяев и др.), методологией педагогической диагностики (К. Ингенкамп, Е.А. Михайлычев и др.); методологией применения математических и статистических методов в педагогике и опытно-экспериментальных науках (B.C. Аванесов, С.А. Сафонцев и др.).
Теоретические основы исследования: теоретические разработки оценивания качества научно-педагогического исследования (Н.М Борытко, 2008; В.В. Краевского, 2001; Е.А. Климова, 2002; B.C. Леднева, 2003; А.М.Новикова, 2003, 2004; В.М. Полонского, 1998; Д.И. Фельдштейна, 2005,2008 и др.); теория современной математической статистики (С.Д. Белещев, Ф.Г. Гурвич, 1980; В.А. Колемаев и В.Н. Калинина, 2001; У. Коркен,1976; Дж. Раш, 1977; Дж. Тьюки, 1981) и ее адаптация к социальным, психологическим и педагогическим наукам (B.C. Аванесов, 1984,2008; В.Г. Афанасьев, 1982; В.Н. Дружинин, 2000; Л.Б. Ительсон, 1964; В.Д. Крылов, 2000;С.А. Сафонцев, 2005; В.Э. Шляпентох, 1978); теория концептуальной педагогической диагностики и этапов развертывания педагогического исследования и диагностирования (Е.А. Михайлычев, 2007, 2009); теории методов научно-педагогического исследования и диагностирования, разработанные участниками научной школы концептуальной педагогической диагностики (М.Е. Ермаков, 2004;О.Н. Ки-рюшина, 2004; В.А. Руденко, 1999; М.Е. Солнышков, 2006); моделью компе-тентностного подхода Н.В. Кузьминой (1990) и ее модификацией М.Е. Инь-ковым (2009).
Личный вклад автора
-
Заключается в самостоятельно проведенном историко-педагогическом анализе становления и развития статистико-математических методов в теории и практике научно-педагогических исследований.
-
Разработка авторской схемы соотнесения потенциально возможных статистико-математических методов с этапами прикладного научно-педагогического исследования.
-
Разработка авторской модели статистико-математической компетенции педагогов-исследователей.
-
Разработка и обоснование аналитической схемы соотнесения результатов диагностики учебных достижений по 5, 10, 12 и 100 бальной шкалам, позволяющей переводить и сравнивать оценки по этим шкалам и определять возможности использования статистических методов к этим шкалам.
-
Разработка и апробация авторских спецкурсов «Статистико-математи-ческие методы в педагогическом исследовании и «Тестология и прикладная математическая статистика».
6. Разработка технологии применения кластерного метода к комплектованию учебных групп по результатам стартового дидактического тестирования.
Этапы исследования.
Первый этап (2002-2003 гг.) - поисковый - накопление фактов, определение основных проблем в организации и проведении научно-педагогических исследований в образовательных системах с применением математических и статистических методов. Проводился анализ уровня разработанности проблемы, возможностей модернизации управления мониторинговыми компонентами педагогических процессов в образовательном учреждении на основе применения статистико-математических методов, определялась методология исследования (выборки авторефератов и диссертаций для определения качества применяемых математических и статистических методов и связанного с ним инструментария), анализ и обработка установленных и найденных эмпирических данных, коррекция собственного исследовательского инструментария.
Второй этап (2004-2006 гг.) - экспериментально-исследовательский. Экспериментально проверялись возможности как традиционных мер рассеяния, так и кластерного метода в решении разнообразных квалиметрических и тестологических проблем. На основе результатов экспериментов разрабатывалась и апробировалась концептуальная модель статистико-математическои компетентности педагога-исследователя.
Третий этап (2007-2011 гг.) - разработка, пробное внедрение и апробация модели в авторских программа спецкурсов для старшекурсников и аспирантов педагогических специальностей, обобщение результатов исследования.
Соответствие специальности. Содержание работы соответствует паспорту научной специальности 13.00.08 - теория и методика профессионального образования, пункт 3 «Подготовка специалистов в высшем учебном заведении», пункт 10 «Методология и методика профессионального образования», пункт 17 «Проектирование и оптимизация систем профессионального образования».
Теоретическая значимость результатов исследования в том, что:
1. Расширены представления о потенциале в педагогических исследованиях
математических и статистических методов (расширены оценки возможностей методов, установлены их ограничения при решении ряда педагогических исследовательских проблем).
2. Представлена модель структуры статистико-математическои компетентно-
сти педагога-исследователя, реализованная и апробированная в программе авторского спецкурса.
3. Основными компонентами теории и технологии применения, математиче-
ских и статистических методов являются:
1) понимание математических и статистических методов как необходимых методов в системах педагогического исследования, обладающих значительным исследовательским потенциалом;
-
приоритетное применение статистических методов в системе образования на основе методологически обоснованных и методически доведённых до уровня технологии расчетов, имеющих четкие критериальные основания;
-
конкретизация исследовательских задач каждой ситуации применения математических и статистических методов;
-
использование спектра вариантов выбора адекватных задачам исследования и специфике изучаемых проблем статистических методов при проектировании и реализации исследования;
-
предварительное проектирование требований к системам обработки информации с учетом специфики и срочности решаемых задач педагогического исследования и мониторинга.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
определены тенденции эволюции практики использования статистико-математических методов в системе образования, выявлены слабо реализуемые возможности этих методов;
введены в научный оборот данные о типичных ошибках педагогов-исследователей в использовании статистико-математических методов: отсутствие навыка выбора операции, адекватные шкале данных, неумение понять смысл результатов расчетов, незнание принципов и значимости статистического анализа;
в методологию научно-педагогических исследований введена авторская система соотнесения потенциально-возможных статистико-математических методов с этапами прикладного исследования, ориентирующая педагогов-исследователей на их рациональное применение;
разработана авторская технология комплектации учебных групп на основе кластерного анализа результатов дидактического тестирования;
разработана обоснованная система соотнесения оценивания учебных достижений по 5, 10, 100 баллам с 12-и балльной шкалой (представляющейся оптимальной для этих задач).
Практическая значимость полученных результатов:
1. Апробированная программа дополнительной подготовки аспирантов и
студентов, выполняющих выпускные квалификационные работы в области применения математических и статистических методов в исследованиях, дала позитивные результаты в виде повышения уровня их исследовательской культуры и качества получаемой информации.
2. Вузам и колледжам, готовящим педагогов, представлены:
а) программа спецкурсов «Статистико-математические методы в педагогическом исследовании», «Тестология и прикладная математическая статистика», повышающие возможность исследовательской подготовки будущих учителей в этой области;
6) данные о типичных недостатках в применении математических и стати
стических методов в педагогических исследованиях, позволяющие
скорректировать программы подготовки аспирантов и соискателей, повысить уровень проводимых ими педагогических исследований. На защиту выносятся следующие положения:
-
Анализ процесса становления практики использования статистико-матема-тических методов в педагогических исследованиях показал, что их внедрение в практику носило «догоняющий» характер и существенное негативное влияние на исследовательскую педагогику в России во многом определялось запретами в 30-е годы XX века педологии и экспериментальной педагогики, проявлявшимися игнорированием в содержании педагогического образования формирования статистико-математических компетенций.
-
Современное развитие статистико-математических методов подошло к уровню, на котором возможно измерение и изучение результатов практически любых педагогических воздействий путем использования формальных и однозначных процедур.
-
Развитие системы оценок пришло к приоритету четких ранговых шкал, что допускает применение широкого спектра статистических технологий. При этом подготовка преподавательского и исследовательского состава учебных заведений по применению статистических технологий не является массовой и достаточной, практически не созданы инструментальные средства для решения этой задачи.
-
Вполне очевидна перспектива как развития инструментария педагогической диагностики и педагогических измерений, так и обучения преподавателей пользованию этим инструментом.
-
Некомпетентность применения педагогами-исследователями статистико-математических методов является в настоящее время одним из самых слабых звеньев обеспечения достоверности результатов научно-педагогического исследования.
-
Основными структурными компонентами модели статистико-математи-ческой компетентности педагога-исследователя являются:
базовые понятия и инструменты математической статистики,
педагогический смысл этих понятий,
умения и навыки применения инструментария в исследовании.
7. Типичными затруднениями педагогов - исследователей в применении ста
тистических методов являются:
нечеткость определения функций и значения математических и статистических методов в системе педагогического исследования и мониторинга образовательных процессов;
отсутствие четких предписаний применения математических и статистических методов в типичных исследовательских ситуациях в системе образования;
недостаточная обоснованность выбора математических и статистических методов при проектировании и организации исследований;
методологическая некомпетентность педагогов-исследователей в области применения статистико-математических методов.
8. Предложенная модель структуры статистико-математической компетентности педагога-исследователя позволяет:
проводить в процессе научно-методической деятельности образовательного учреждения освоение и изучение педагогами-исследователями методологии конкретных методик применения статистико-математических методов при сравнительно незначительных трудозатратах, сравнимых с таковыми при освоении новой версии офисных программ, то есть первые десятки часов;
преодолеть типовые затруднения в применении этих методов и повысить квалификацию педагогов-исследователей, как в области применения статистико-математических методов, так на этой основе и в методологии педагогического познания;
повысить качество исследовательской деятельности для решения коррек-ционно-педагогических и управленческих задач до состояния информации о численных значениях результата и погрешности его определения.
Достоверность результатов обеспечивается теоретической обоснованностью конструктов применяемых исследовательских, полным соблюдением требований методологии педагогического исследования, применением статистических проверок, на всех уровнях, включая расчет достоверности результатов эксперимента. Косвенным доказательством достоверности результатов формирующего методического эксперимента свидетельствует отмеченный руководителями образовательных учреждений и структур рост уровня диагностической культуры педагогов и качества получаемой ими педагогической информации, что отражено как в отзывах, так и в результатах эксперимента.
Апробация результатов осуществлялась в системе научно-методической работы педагогических кафедр ТГПИ и Ростовского Областного ИПК и ПРО, в том числе на Международной конференции «Актуальные проблемы педагогической диагностики и мониторинга системы образования (Таганрог, 2004), Всероссийских конференциях «Инструментарий педагогической диагностики и мониторинга образовательных процессов» 2005 и 2007 гг. (Таганрог), региональных интернет-конференциях «Проектирование и методология научно-педагогического исследования» (Таганрог - Ростов-на-Дону, 2009 г.), «Развитие теории и практики дидактического тестирования» (Таганрог-Ростов-на-Дону, 2010 г.).
Внедрение результатов проводилось в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Таганрогский государственный педагогический институт им А.П. Чехова», МГОУ ВПО Ростовский областной институт повышения квалификации и переподготовки работников образования, Областного лицея «Педагогический» (г. Таганрог).
Отражением результатов в печати были 13 публикаций общим объемом 16,2 п. л.
Структурно диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, общим объемом 172 машинописных страниц, списка использованной литературы из 189 наименований, из них 9 на иностранном языке. Работа иллюстрирована 17 рисунками и 16 таблицами, имеет 3 приложения.
