Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема проверки знании учащихся в теории и практике обучения биологии 10
1.1 Проблема проверки в психолого-педагогических и методических исследованиях 10
1.2 Содержание, виды и методы проверки знаний по биологии 30
1.3 Компьютерная поддержка в обучении биологии 54
1.4 Использование компьютера при проверке знаний учащихся 73
Выводы по первой главе 79
Глава 2. Методика организации и проведения проверки знании учащихся с применением компьютерной поддержки 81
2.1 Методические рекомендации по организации и проведению проверки с использованием компьютера 81
2.2 Экспериментальная проверка эффективности предложенных методических рекомендаций 100
Выводы по второй главе 126
Заключение 127
- Проблема проверки в психолого-педагогических и методических исследованиях
- Методические рекомендации по организации и проведению проверки с использованием компьютера
- Экспериментальная проверка эффективности предложенных методических рекомендаций
Введение к работе
Актуальность исследования. Интенсивное развитие современного общества ставит перед школой новые требования по модернизации и совершенствованию учебно-воспитательного процесса.
В соответствии с процессом модернизации школьного биологического образования приоритетным направлением в обучении школьников является создание условий для их интеллектуального развития. Эффективность и качество образования в значительной степени зависят от выбора учителем оптимальных форм, средств и методов обучения, проверки, учета и систематизации знаний и умений обучающихся.
Изучению проблемы проверки знаний учащихся посвящены многие труды психологов, педагогов, методистов. Среди наиболее значимых работ в отечественной психологии, посвященных вопросу организации и проведения проверки, являются труды Л.С. Выготского, Н.Ф. Талызиной, Д.Б. Эльконина и других. [145, 159]
По данной проблеме существует немало общепедагогических исследований (Е.И. Перовский, И.П. Подласый и др.), а также исследований методистов-биологов (Н.П. Архангельский, П.И. Боровицкий, А.Я. Герд и др.). [ 106, ПО; 11,26,42]
Имеется значительное количество научных публикаций и работ диссертационного характера, посвященных вопросам проверки и оценки знаний учащихся. [6, 18, 39, 64, 83, 149]
На данный момент в свете информатизации образования, которая рассматривается исследователями как необходимое условие прогрессивного общественного развития (Е.П. Велихов, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков и др.), перспективным видится использование новых информационных технологий (НИТ), в частности, компьютера как средства обучения и проверки. [31, 53, 62]
Эти вопросы, применительно к процессу обучения биологии, рассматривали в своих работах В.В. Пасечник, В.Н. Стародубцев, СВ. Суматохин и ряд других исследователей. [102, 136, 140]
Большинство научных исследований в области использования новых информационных технологий в учебном процессе посвящены предметам физико-математического и гуманитарного профиля. [6, 39, 64, 129, 133, 134]
По проблеме использования новых информационных технологий в процессе обучения биологии имеется ряд работ диссертационного характера [18, 102, 117, 130, 136, 149]. В них рассматриваются возможности и особенности применения компьютера на уроках и во внеурочной работе, в том числе и при проверке знаний учащихся.
Так, например, В.В. Пасечник в своем исследовании [102] рассматривает использование компьютерной поддержки при организации индивидуально-групповой познавательной деятельности учащихся в процессе обучения биологии.
В работе О.И. Белякова [18] на примере изучения раздела «Основы экологии» в старших классах школы показана организация и проведение разных видов контроля (констатирующего, процессуального и корректирующего) с использованием новых информационных технологий.
В исследовании В.Н. Стародубцева [136] экспериментально подтверждается полоожение о том, что использование компьютерной техники позволяет повысить эффективность обучения разделу «Животные» в 7-8 классе.
Работа В.А. Смирнова [130] посвящена разработке теоретических и методических основ системы обучения биологии в условиях информатизации общества и подготовке студентов педагогических вузов в этой области.
Анализ педагогической практики показывает, что почти все педагоги стремятся повысить эффективность процесса проверки, способствующей своевременному выявлению и корректировке пробелов в знаниях обучающихся и повышению качества обучения. Согласно имеющимся исследованиям и проведенному нами анкетированию учителей биологии, большинство учителей (более половины опрошенных) считает целесообразным использование компыотера в процессе обучения (см. приложение 1). Перспективным видится использование компыотера для моделирования биологических процессов и для проверки знаний учащихся.
Проанализировав практику работы учителей биологии и данные анкетирования, мы пришли к выводу, что педагоги не используют компьютер на уроке по ряду причин. Причины носят как субъективный (страх перед техникой, нежелание менять привычный стиль работы и др.), так и объективный (низкая подготовка учителей в области пользования компьютером, отсутствие или нехватка компьютеров в кабинете биологии, отсутствие разработанной методики применения компыотера на уроках биологии и др.) характер (см. приложение 1). Эти же причины отмечаются и другими исследователями. [18, 28, 115]
Таким образом, мы отмечаем следующее противоречие, сложившееся в теории и практике обучения биологии. Учителя биологии признают, что использование новых информационных технологий (в частности, компыотера) окажет положительное влияние на учебный процесс. Однако в практике обучения биологии, в частности, при проверке знаний учащихся компьютер практически не используется, что связано, в том числе, с недостаточной разработкой методики его применения в учебном процессе.
Следовательно, проблема организации проверки и поиска эффективных способов ее осуществления остается одной из актуальных. Выше сказанное и определило выбор темы нашего исследования: «Компьютерная поддержка при проверке знаний учащихся в процессе обучения биологии».
Цель диссертационного исследования - разработка методических рекомендаций по использованию компьютерной поддержки при проверке знаний учащихся, направленных на повышение эффективности обучения биологии (на примере изучения раздела «Бактерии. Грибы. Растения» класс).
Объект исследовании - процесс обучения биологии в средней общеобразовательной школе.
Предмет исследовании - применение компьютерной поддержки при проверке знаний обучающихся.
Гипотеза исследовании — эффективность обучения разделу биологии «Бактерии. Грибы. Растения» (6 класс) повысится, если в процессе проверки знаний использовать компьютер в сочетании с другими средствами обучения. При этом:
- будет организована проверка с учетом ее основных принципов и требований;
будут учитываться индивидуальные особенности обучающихся; будут использоваться научно обоснованные методические рекомендации по применению компьютерной поддержки в процессе проверки знаний в средней общеобразовательной школе.
Исходя из цели исследования и выдвинутой гипотезы, были определены следующие задачи исследования:
1. Изучить состояние проблемы проверки знаний учащихся в теории и школьной практике обучения биологии и конкретизировать понятия «контроль» и «проверка».
2. Выявить виды и методы проверки знаний учащихся в процессе обучения биологии в средней общеобразовательной школе.
3. Разработать методические рекомендации по применению компьютера в сочетании с традиционными методами и средствами проверки при обучении биологии в 6 классе по разделу «Бактерии. Грибы. Растения» и экспериментально проверить их эффективность.
Методологической и теоретической основой исследования являются: учение о построении педагогического исследования (В.И. Загвязииский, Л.Л Кыверялг и др.); концепция информатизации общества и образования (Б.С. Гершунский, Л.П. Ершов, Е.И. Машбиц, В.М. Монахов и др.); системный подход (В.Н. Ефимов, Н.В. Кузьмина и др.); концепция педагогических технологий (В.П. Беспалько); работы в области автоматизации и компьютеризации учебного процесса (Н.В. Апатова, Р. Вильяме, В.А. Извозчиков, К. Маклин, И.В. Роберт, В.Ф. Шолохович и др.); теория тестологии (B.C. Аванесов, А.Н. Майоров); концепция информатизации биологического образования (В.А. Смирнов, В.П. Соломин, В.В. Пасечник и др.); дидактические и методические основы содержания и организации . процесса обучения биологии (П.И. Боровицкий, Н.М. Верзилин, В.М. Корсунская и др.); методика проверки знаний и умений (Е.И. Перовский, В.Л. Рысс и др.).
Названная методологическая основа определила выбор методов, адекватных поставленным задачам:
1. Теоретические методы: анализ философской, психолого-педагогической, методической, биологической и специальной литературы по теме исследования.
2. Эмпирические методы: наблюдение, интервьюирование и анкетирование учителей и учащихся, личное преподавание.
3. Статистические методы: определение средних величин и их достоверности при обработке результатов педагогического эксперимента.
Экспериментальная база: в исследовании принимали участие учителя и учащиеся школ г. Одинцово и Одинцовского района Московской области.
В процессе педагогического эксперимента выявлялась эффективность применения разработанных методических рекомендаций по использованию компьютерной поддержки в процессе проверки знаний учащихся при изучении биологии в б классе.
Этапы исследовании:
На первом этапе (2001-2002гг.) изучалась философская, психолого-педагогическая, методическая и специальная литература по теме исследования, проводился анализ организации и проведения проверки знаний учащихся в теории и школьной практике обучения биологии. Были определены цель, объект, предмет и задачи исследования.
Второй этап (2002-2005гг.) включал разработку и экспериментальную проверку методических рекомендаций по использованию компыотера в сочетании с традиционными средствами проверки при обучении биологии в 6 классе по разделу «Бактерии. Грибы. Растения».
На третьем (заключительном) этапе (2004-2005гг.) был проведен анализ, систематизация и обобщение данных, полученных в ходе педагогического исследования и оформление диссертационной работы.
Полученные результаты апробированы на уроках по разделу «Бактерии. Грибы. Растения» в школах г. Одинцово и Одинцовского района. Основные положения и результаты исследования обсуждались на кафедре методики преподавания биологии, географии и экологии МГОУ; в ходе проведения школьных и районных методических объединений учителей биологии, а также нашли свое отражение в публикациях.
Достоверность результатов исследования и обоснованность выводов, которые изложены в диссертации, обеспечивается адекватностыо выбранных методов поставленным задачам, экспериментальной верификацией, результатами апробации.
Научная новизна данного исследования состоит в том, что:
- экспериментально подтверждена целесообразность применения компьютерной поддержки при обучении биологии в 6 классе;
- разработан методический аспект применения компыотера при проверке знаний учащихся в процессе обучения биологии в б классе.
Теоретическая значимость исследования заключается в конкретизации понятий «проверка» и «контроль». Проверка понимается как часть дидактического процесса и как дидактическая процедура, в ходе которой происходит получение информации о степени усвоения учащимися учебного материала и своевременная его корректировка, способствующая достижению целей обучения в самом ходе познавательного процесса. Контроль рассматривается в качестве одной из функций проверки. Это позволяет разработать систему контроля и коррекции знаний учащихся, что ценно для методики преподавания естественных дисциплин в целом.
Практическая значимость исследования состоит в разработке методических рекомендаций по применению компьютерной поддержки в сочетании с традиционными методами и средствами проверки знаний учащихся в процессе обучения биологии в 6 классе. Данные рекомендации могут найти применение в школьной практике обучения биологии. Положения работы также могут быть использованы при подготовке студентов биологических факультетов и учителей биологии к применению компьютера на уроках.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Компьютерная поддержка в сочетании с традиционными средствами проверки при обучении биологии в 6 классе является целесообразной и способствует повышению эффективности обучения.
2. Установление четкой взаимосвязи и соподчиненности понятий «проверка» и «контроль» позволяет осуществить мониторинг эффективности усвоения знаний учащимися при изучении биологии в б классе.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав и заключения, списка литературы из 164 источников, иллюстрирована таблицами и диаграммами, дополнена приложениями.
Проблема проверки в психолого-педагогических и методических исследованиях
Проблема объективности проверки знаний в нынешней системе образования является крайне актуальной. В первую очередь это связано с увеличением объема знаний, используемых в повседневной жизни, учении, работе.
В связи с этим, решение вопросов, связанных с повышением эффективности проверки знаний и умений учащихся, как части дидактического процесса, требует дальнейшей проработки.
Анализ литературы нескольких десятилетий показал примерное состояние проблемы на данный момент.
Говоря об особенностях состояния проблемы проверки и оценки знаний, следует отметить, что эта проблема многогранна и рассматривалась исследователями в самых различных аспектах. Только в нашей стране опубликовано значительное количество работ, касающихся функций, методов, принципов проверки и оценки знаний в учебном процессе, требований к формируемым знаниям, умениям, навыкам, рассматривающих виды учета знаний в традиционной системе обучения (Я.А. Коменский, И.Я. Лернер, Е.И. Перовский, В.В. Половцов и др.). [76, 88, 106, 113]
Так, Я.А. Коменский в своей работе «Великая дидактика» [76] указывал на необходимость систематического контроля хода учебного процесса. Им были сформулированы правила, устанавливающие порядок проведения проверки знаний учащихся.
В работах К.Д. Ушинского [152] рассматривается система проверки знаний учащихся, преобладавшая в школе XIX века. Автор обращает внимание на необходимость охвата проверкой большей части учащихся, так как при устном опросе внимание уделяется нескольким учащимся, а остальные в это время занимаются своими делами.
Вопросы, связанные с проверкой учебной деятельности, поднимались и в методике естествознания. В.Ф. Зуев обращал внимание на то, что учитель должен следить за усвоением детьми материала урока, рекомендуя при этом беседу, как основной метод преподавания, способствующий активизации мышления, прочному и осознанному усвоению знаний учащимися. [61]
А.Я. Гердом были определены методические требования к проведению проверки: необходимость соблюдать объем знаний, составлять систему вопросов для выявления знаний с учетом специфики учебного предмета, использовать средства наглядности. Идея А.Я. Герда о проведении домашних заданий обусловила необходимость проверки правильности их выполнения. [42]
Дальнейшее развитие вопросы проверки получили в начале XX века в трудах В.В. Половцова. [113] Он рекомендовал при подготовке уроков учитывать требования к постановке вопросов и разработал методические рекомендации учителю при проведении устной, индивидуальной проверки учащихся.
В статьях, посвященных вопросу проверки знаний, рекомендовалось сочетать устную и письменную проверку, уделять внимание вопросам на сравнение. В практике преподавания естествознания в то время широко использовались такие методические приемы опроса учащихся как уплотненный опрос, постановка практических задач, опрос с применением рисунка и демонстрация опыта. [49, 54, 59]
Состояние научной разработки проблемы проверки знаний учащихся в период с 1900 по I960 гг. достаточно подробно рассмотрено в книге Е.И. Перовского. [106] До революции 1917г. в российской педагогике этот вопрос не рассматривался как самостоятельная педагогическая проблема. Много писалось об экзаменах, реже - о методике текущей проверки, об оценке знаний учащихся.
Такое отношение к вопросу текущей проверки знаний учащихся объяснялось, прежде всего, тем, что она рассматривалась не как особая часть процесса обучения, а как один из видов повторения пройденного, где задачи проверки подчинялись задачам повторения. [106]
Но, благодаря накопленному в настоящее время опыту в методике преподавания, можно утверждать, что повторение имеет большое значение для закрепления знаний. Наибольший эффект повторение дает тогда, когда оно проводится по результатам проверки с привлечением нового материала (примеров, фактов). Повторение может быть двух видов: пассивное (вторичное восприятие) и активное (воспроизведение). Естественно, подготовка к выполнению контрольных задач, непосредственно сама проверка обеспечивают условия для закрепления знаний и повышения качества обучения в целом.
Методические рекомендации по организации и проведению проверки с использованием компьютера
Помимо методической цели урока, учета численности учащихся и численности компьютеров в учебном кабинете, соблюдения гигиенических требований и норм к работе за компьютером, учитель должен принять во внимание уровень подготовки класса. В неоднородных по способности усвоения классах можно выделить три подгруппы учащихся - условно сильные, средние и слабые. Для каждой из этих подгрупп нужно продумать отдельные учебные задачи. От того, насколько ученики хорошо знают приемы работы с компьютером, зависит темп урока. Если в классе есть ученик, имеющий прочные умения работы с компьютером, можно использовать его как технического консультанта.
Учебный процесс с использованием компьютерной поддержки можно представить как моделирование учебной деятельности, при которой компьютер выполняет ряд функций преподавателя, в частности, организацию диалога в виде сценария - алгоритма управления учебно-познавательной деятельностью обучаемого. Поэтому другим важным аспектом процедуры проверки является формирование набора контрольных заданий, в зависимости от вида и цели проверки («как проверять»?)
Нужно помнить, что компьютер сам по себе не является дидактическим средством. Под дидактическим обеспечением понимаются учебные материалы урока, конкретная компьютерная программа.
Контролирующая программа - дидактическое средство, обеспечивающее в сжатые сроки объективную проверку усвоения изучаемого материала. Основное предназначение контролирующих программ - в короткие сроки выявить уровень знаний у всех учащихся практически по любому объему учебного материала - разделам, параграфам, темам и т.д.
Отметим выгодные, на наш взгляд, особенности работы с учебной программой:
вырабатываются технические умения у учащихся;
увеличивается количество тренировочных заданий;
достигается оптимальный темп работы ученика; достигается уровневая дифференциация обучения;
диалог с программой приобретает характер учебной игры, и у большинства детей повышается мотивация учебной деятельности.
К трудностям и недостаткам при работе с контролирующей программой можно отнести следующие:
диалог с программой, как правило, лишен эмоциональности;
программисты не всегда могут учесть особенности конкретной группы учащихся;
не обеспечивается развитие речевой и графической культуры учащихся;
помимо биологических ошибок, которые ученик допускает и на традиционных уроках, появляются еще технологические ошибки при работе с программой;
материал, как правило, подается в условной, сильно сжатой и однообразной форме;
от учителя биологии часто требуются специальные знания и умения в области информатики. [18]
Работа с компьютерной контролирующей программой должна быть минимально нагружена компьютерной спецификой. Общение учащегося с программой должно быть максимально приближено к традиционным методам обучения, продиктованным спецификой учебного предмета биологии. Поэтому, при разработке компьютерной поддержки необходимо определить, какие предварительные умения работы на компьютере должны быть сформированы у школьников. Мы согласны с Корнером Т.В. и Смирновым В.Л. [80], что работу с компьютером в процессе обучения нужно начинать с 6 класса, так как работа с контролирующими программами не требует знания основ информатики и вычислительной техники. Как показывает практика, перед использованием компьютерной поддержки на уроках биологии необходимо провести 3-5 ознакомительных уроков в компьютерном классе. К началу уроков с использованием компьютерной поддержки учащиеся должны знать: правила техники безопасности, основные понятия, связанные с компьютером; должны уметь: пользоваться цифровым и буквенным блоками клавиатуры, использовать манипулятор «мышь», работать с командами «открыть и закрыть меню, файл».
Компьютерная программа не должна категорически оценивать работу учащегося. Учитель должен иметь возможность изменения уровня требований, предъявляемых учащемуся программой.
Важным условием правильного выбора метода проверки является установление соответствия исполняемых действий, указанных в контрольном задании, содержанию формируемой действительности. Методы проверки имеют определенную связь с характером деятельности на различных уровнях усвоения. [22] Проверка усвоения первого уровня - это проверка умения выполнять операции опознания, различения и классификации. Результаты деятельности, основывающейся на процессе запоминания, легко представить в формализованном виде. На более высоких уровнях усвоения проверка сводится к контролю умения трансформировать усвоение знаний и умений с помощью мыслительных операций.
Экспериментальная проверка эффективности предложенных методических рекомендаций
Педагогический эксперимент рассматривался нами как комплекс методов исследования, позволяющих обеспечить доказательную и научно-объективную проверку правильности гипотезы, которая была выдвинута в начале исследования.
Педагогический эксперимент, направленный на выявление эффективности методики применения компьютера в сочетании с
101 традиционными методами и средствами проверки на уроках биологии в процессе изучения раздела «Бактерии. Грибы. Растения» в 6 классе включал три этапа: 1 этап - констатирующий, 2 этап - формирующий, 3 этап -контролирующий эксперимент.
При подготовке констатирующего эксперимента мы провели исследование для выяснения современного состояния изучаемой проблемы в теории и практике школы. На этом этапе основными методами являлись: анкетирование учителей и учащихся, изучение и анализ литературных источников. Далее был проведен кратковременный поисковый эксперимент с ограниченным составом учащихся для оценки правильности построения плана - программы основного исследования.
В ходе констатирующего эксперимента были получены данные, на основе которых была уточнена гипотеза и задачи эксперимента. Также были установлены сроки и содержание формирующего эксперимента.
Целью формирующего и контролирующего экспериментов была проверка эффективности разработанных методических рекомендаций по использованию компьютера при проверке знаний и умений учащихся по биологии.
Экспериментальной базой исследования являлись школы Московской области Одинцовского района: СОШ им. Л.С. Попова (экспериментальные классы), Перхушковская СОШ, Кубинская СОШ №2, Одинцовские школы №7, №10, №11 (контрольные классы). Всего в эксперименте участвовало около 300 учащихся шестых классов, изучающих раздел «Бактерии. Грибы. Растения» по программной линии В.В. Пасечника и др.
Основной этап экспериментального исследования предполагал непосредственное использование компьютерной контролирующей программы в качестве поддержки традиционным средствам проверки.
Экспериментальное исследование проводилось в соответствии со следующими основными требованиями:
- естественность педагогического эксперимента, что было обеспечено проведением экспериментальной работы в течение трех лет в соответствии с учебным планом;
- соблюдение чистоты проведения эксперимента, что было достигнуто наличием контрольной и экспериментальной групп (Л.Л. Кыверялг). При этом соблюдались неварьируемые условия эксперимента (характер контрольных заданий, единые критерии оценивания, единые требования к участникам эксперимента).
В качестве варьируемых условий эксперимента можно выделить следующие:
1. В экспериментальной группе преподавание велось в соответствии с нашими методическими рекомендациями, а в контрольной группе данные рекомендации не использовались.
2. Занятия с контрольной группой проводились в кабинете биологии, не оборудованном компьютером. Экспериментальная группа занималась в кабинете биологии с одним компьютерным местом и в кабинете информатики.
3. В экспериментальной группе при проведении проверки знаний
использовалась компьютерная контролирующая программа в сочетании с
традиционными методами и средствами, а в контрольной группе - только
традиционные средства (дидактические карточки и др).
Поскольку в эксперименте различие в обучении биологии контрольных и экспериментальных классов было заключено только в особенностях проведения проверки, то мы считаем, что разница в результатах обучения в данных классах будет определяться только этой спецификой.
До начала эксперимента при отборе экспериментальной и контрольной групп мы учитывали результаты итоговой аттестации учащихся за 5 класс. По средним результатам была взята небольшая выборка и проведен поисковый эксперимент. Мы сопоставили результаты в контрольных и экспериментальных классах и сделали выводы о возможностях применения компьютерной поддержки для проверки знаний учащихся. Полученные результаты в формирующий и контрольный эксперимент не вошли, так как эпизодическое использование компьютера не может существенно повлиять на процесс обучения.
В дальнейшем результативность разработанной методики мы оценивали по влиянию на формирование системы биологических знаний и предметных умений, на развитие познавательного интереса к изучению биологии.
