Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы обучения информатике студентов медицинских специальностей в современной информационной среде 14
1.1. Модульно-компетентностный подход в образовательных стандартах (ФГОСВПО) 15
1.2. Общекультурная и профессиональная компетенция 22
1.3. Актуальность использования компьютерных технологий в системе медицинского образования 25
1.4. Анализ различных аспектов обучения компьютерным технологиям в системе медицинского высшего профессионального образования 28
1.5. Методы обучения 32
1.6. Методы и средства обучения информатике 40
ВЫВОДЫ по Главе 1: 49
Глава 2. Методика обучения компьютерному моделированию студентов медицинских специальностей 51
2.6. Методические рекомендации к обучению дисциплине :... 80
2.1. Информатика и математика в визуализации данных .52
2.2. Компьютерные модели медицинской визуализации
2.3. Обоснование и отбор содержания, методов и средств обучения студентов в рамках дисциплины «Компьютерный практикум»
2.4. Структура дисциплины «Компьютерный практикум» V... 70
2.5. Учебно-тематический план занятий по дисциплине .«Компьютерный практикум» Примеры разработанных занятий -г 84
Выводы по Главе 2: Іг.96
ГЛАВА 3. Организация и проведение педагогического эксперимента 11 .98
3 3.1. Этапы педагогического эксперимента 99
3.2. Результаты проведенного педагогического эксперимента 115
3.3. Обоснование выбора критерия оценки статистической достоверности полученных результатов 116
3.4. Методика и результаты проверки статистической значимости влияния имитационного моделирования по критерию Пирсона 121
3.5. Результаты оценки эффективности имитационного моделирования 126
Выводы по Главе 3: 132
Заключение 135
Список сокращений 135
Библиография
- Актуальность использования компьютерных технологий в системе медицинского образования
- Методы и средства обучения информатике
- Обоснование и отбор содержания, методов и средств обучения студентов в рамках дисциплины «Компьютерный практикум»
- Обоснование выбора критерия оценки статистической достоверности полученных результатов
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В соответствии со Стратегией 2020 одной из задач, способствующих повышению качества образования, является обеспечение компетентностного подхода, взаимосвязи академических знаний и практических умений. С введением новых федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) образовательные учреждения получили дополнительные академические свободы в формировании содержания и организации учебного процесса, акценты смещены с минимума содержания на требования к результату образования. Требования к результатам обучения изменились, появились новые понятия, связанные с компетентностным подходом, такие как общекультурные и профессиональные (личностные) компетенции обучения. Развитие профессиональных компетенций – это управляемый процесс становления мастерства, то есть, в первую очередь, это образование и самообразование, наличие информационно–коммуникационной компетенции (Мыскин М.Н.), включающей в себя компетентность в области информационно–технологического образования или информационно-технологическую компетентность. Под информационно-технологической компетентностью (Баранова Е.В., Симонова И.В.) понимается готовность использовать средства информационных технологий для решения профессиональных задач.
В требованиях ФГОС ВПО к результатам освоения основных образовательных программ подготовки специалиста по направлению (специальности) «Педиатрия», «Лечебное дело», «Медико-профилактическое дело», «Стоматология», «Медицинская биофизика» отмечено, что выпускник должен владеть компьютерной техникой, уметь получать информацию из различных источников, работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; применять возможности современных информационных технологий для решения профессиональных задач.
В системе медицинских знаний дисциплина «Анатомия человека» является одной из базовых и наиболее трудных для освоения. Трудность этой дисциплины заключается, во-первых, в необходимости изучения и запоминания огромного количества специальных терминов фактического материала на русском и латинском языках, во-вторых, в необходимости четких зрительных образов анатомических объектов и умении устанавливать логическую связь между анатомическими объектами и функциональными процессами, в которых эти объекты принимают непосредственное участие. Классические анатомические атласы не могут представить все возможные изображения анатомических структур и их подробное описание в трехмерном пространстве, требуемое в современных диагностических и хирургических методах. Создание, распространение и развитие медицинского научного и обучающего программного обеспечения предоставляет дополнительные возможности формирования умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять аналитическую деятельность, сбор, обработку, передачу и хранение информации. Необходимо отметить, что указанные задачи можно решить с помощью компьютерного моделирования анатомических объектов, посредством разработки имитационных компьютерных моделей на основе построения иерархических графов. Метод моделирования является одним из методов научного познания, совершенствование аппаратного и программного обеспечения компьютеров способствует его развитию. Все это свидетельствует о том, что проблема обучения компьютерному моделированию студентов – будущих врачей является актуальной.
Степень разработанности темы исследования. Анализ научной и методической литературы в объеме диссертационного исследования показал, что методические рекомендации по использованию ИТ в профессиональном обучении студентов – будущих врачей разработаны мало, так как содержание изучаемых тем определяется минимально необходимыми знаниями для решения конкретных медицинских задач. Вопросы применения ИТ в медицине раскрыты в работах Б.А. Кобринского, Т.В. Зарубиной, В.Я. Гельмана, В.И. Чернова, И.Э. Есауленко, М.В. Фролова, Г.А. Хай. Различным аспектам обучения ИТ студентов медицинских специальностей посвящены диссертационные исследования на соискание ученой степени кандидата педагогических наук А.Н. Алексахина, Н.Г. Шилиной, Н.П. Пупырева и О.Ж. Петруничевой.
Анализ учебных планов по информатике, медицинской информатике и анализ педагогических исследований, проведенных в этой области, показывают, что в обучении студентов – будущих врачей компьютерные технологии, в основном, используют для ведения медицинской документации и организации документооборота. Практически не разработана методика обучения студентов медицинских специальностей применению компьютера в исследовательской деятельности и дистанционной медицине. В то же время, необходимо упомянуть, что в медицине широко реализуются математические и информационные модели, способствующие изучению сложных физиологических процессов, диагностики патологических состояний, изучению эпидемических процессов в клинической иммунологии и фармококинетике.
В соответствии с этим, можно выделить следующие противоречия:
1) между необходимостью овладения конструированием компьютерных моделей визуализации и отсутствием соответствующих методик, предлагающих средства и обеспечивающих условия достижения этой цели в процессе обучения;
2) между преобладанием традиционных репродуктивных методов обучения дисциплине «Анатомия человека» и необходимостью использовать активные методы обучения, регламентированные ФГОС ВПО;
3) между теоретической разработанностью компетентностного подхода и отсутствием научных исследований, позволяющих передать общность дисциплин «Информатика» и «Анатомия человека» и показать специфику содержания межпредметных знаний.
Для решения указанных противоречий было проведено исследование, которое позволило отобрать содержание дисциплины «Компьютерный практикум» и разработать методику обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию.
Объект исследования: процесс развития информационно–технологической компетентности студентов медицинских специальностей при использовании компьютерного моделирования в изучении медицинских дисциплин.
Предмет исследования: процесс обучения компьютерному моделированию как средство развития информационно–технологической компетентности будущих врачей.
Цель исследования: разработка методики обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию, обеспечивающей повышение уровня информационно–технологической компетентности в процессе изучения дисциплины «Компьютерный практикум».
Задачи исследования:
1. Проанализировать научные работы и методические подходы к обучению будущих врачей информатике компьютерному моделированию и анатомии человека.
2. Осуществить отбор содержания дисциплины «Компьютерный практикум», учитывая межпредметные связи информатики и анатомии человека, практическую ориентированность в профессиональном обучении будущих врачей.
3. Обосновать выбор методов обучения в соответствии с целями и содержанием дисциплины «Компьютерный практикум», выделить виды учебной деятельности студентов в процессе освоения дисциплины.
4. Разработать учебно-методические материалы, способствующие усвоению знаний и развитию информационно–технологической компетентности студентов.
5. Проверить, в соответствии с методами теории проверки статистических гипотез, влияние компьютерного моделирования на процесс обучения.
Для решения поставленных задач и достижения цели была сформулирована следующая гипотеза исследования: развитие информационно-технологической компетентности студентов медицинских специальностей будет обеспечено в том случае, если в процессе обучения:
– использовать методику, основанную на применении активных методов обучения (методических кейсов и метода моделирования);
– планировать индивидуальный маршрут;
– включать учебно-методические материалы, ориентированные на интегрированный подход c учетом специфики анатомии человека и информатики, в логику изучения учебного материала;
– применять обучающее и научное медицинское программное обеспечение, а также программные средства для компьютерного моделирования.
На защиту выносятся следующие положения:
разработанная методика, включая программу обучения «Компьютерного практикума», способствует развитию информационно–технологической компетентности студентов медицинских специальностей;
разработанная методика обучения компьютерному моделированию, включающая активные методы обучения и интерактивное взаимодействие между преподавателями и студентами, и непосредственно между студентами основана на сочетании методических кейсов и методов компьютерного моделирования.
Содержательный компонент методики ориентирован на формирование умений и навыков конструирования компьютерных моделей визуализации анатомических структур, знаний расширенных возможностей офисных пакетов и готовности к решению анатомических задач программным способом. Организационный компонент разработанной методики выражается в освоении этапов компьютерного моделирования с увеличением самостоятельности студентов и создании условий для включения студентов в выполнение индивидуальных заданий.
средствами осуществления контроля усвоения материала являются методические кейсы, вопросы тестового контроля. На этапе контроля преподаватель анализирует созданные компьютерные модели анатомических объектов, структур и процессов, обсуждает созданные презентации на практических занятиях и семинарах.
Научная новизна исследования: впервые в теории и методике обучения информатике предложена модель обучения, ориентированная на укрепление межпредметных связей информатики и анатомии человека, цель которой –развитие информационно-технологической компетентности студентов медицинских специальностей. Модель обучения предполагает в процессе усвоения содержания дисциплины «Компьютерный практикум» изучение теоретических и практических вопросов применения средств информационных и компьютерных технологий; интеграцию традиционных педагогических методов обучения анатомии человека и методов, активизирующих учебно-познавательную и исследовательскую деятельность студентов; на основе кейсов и заданий по компьютерному моделированию.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что
– исследование обогатило теорию и методику обучения информатике целесообразностью применения активных методов обучения в процессе интеграции межпредметных связей информатики с дисциплинами медицинской направленности, изучаемыми будущими врачами;
– построенную методику обучения компьютерному моделированию студентов медицинских специальностей можно рассматривать как составляющую методической системы их профессиональной подготовки.
Практическая значимость результатов исследования состоит в:
разработке методики обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию, готовой к использованию в педагогической практике.
Содержательный компонент разработанной методики включает конструирование компьютерных моделей для визуализации анатомических структур, обеспечивающих усвоение материала и решение учебных проблем по медицинским дисциплинам на более глубоком уровне. Организационный компонент разработанной методики предполагает последовательное изучение каждого этапа компьютерного моделирования с постепенным увеличением доли самостоятельности студентов, в создании условий для включения студентов в самостоятельное выполнение индивидуальных заданий;
отборе прикладного программного обеспечения для проведения практических занятий студентов по компьютерному моделированию;
разработке учебно-методических материалов, которые могут быть использованы при обучении студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию на практических занятиях, факультативных занятиях, семинарах, при проведении заседаний студенческого научного общества (СНО), в самостоятельной работе, при выборе дисциплины по выбору.
Методологическая база исследования:
Методологической основой теории педагогических систем и педагогических технологий, несомненно, можно считать работы В.П. Беспалько и М.В. Кларина, изданные в 1970–1997 гг. Сущность компетентностного подхода в образовании отражена в исследованиях В.А. Болотова, В.В. Серикова, Г.А. Бордовского, А.Н. Андреева, М.Б. Лебедевой, О.Н. Шиловой, А.В. Хуторского, О.В. Акуловой, Н.Ф. Родионовой А.П. Тряпицыной.
К методологической базе нашего исследования также можно отнести методы компьютерного моделирования, которые описаны в работах Р. Шеннона, Томас Дж. Шрайбера, Н.П. Бусленко, В. Кельтона и P.A. Лoy, Б.Я. Советова, С.А. Яковлева, В.М. Глушкова, Ю.И. Рыжикова и других (Титова Ю.Ф., 2002). Развитие идей имитационного моделирования и представление моделей при помощи математической теории графов отражено в работах М. Брейера, Л.В. Кельтона и Р.А. Лоу, Е.А. Бабкина, А. Прицкера, Г.Ф. Хахулина, C.B. Монахова и других.
Теоретические основы исследования: по современным педагогическим технологиям отражены в работах В.П. Соломина, Г.А. Бордовского, Н.В. Бордовской, В.В. Лаптева, В.В. Давыдова, В.А. Извозчикова, Н.М. Матвеева, А.А. Реан, Г.К. Селевко, Н.Ф. Талызиной, Г.Г. Хамова; по педагогике и психологии высшей школы – в работах Г.В. Абрамяна, Р.М. Грановской, С.И. Самыгиной, А.П. Тряпицыной; по теории контекстного и личностно-деятельностного подхода – в работах А.А. Вербицкого, П.Я. Гальперина, Д.Б. Эльконина и других; в области реализации междисциплинарных связей описаны в работах И.А. Румынцева, А.И. Гурьева, Г.И. Кутузовой, Т.Ю. Ильиной; в области информационно–технологической компетентности – в работах Е.В. Барановой, М.Б. Лебедевой, И.В. Симоновой; в области теории обучения информатике: высшая школа – в работах В.В. Лаптева, М.Б. Швецкого; в работах М.П. Лапчика, Н.В. Макаровой; средняя школа – в работах С.А. Бешенкова, А.А. Кузнецова, И.Г. Семакина, Н.Г. Угринович, Н.Н. Самылкиной, Е.К. Хеннера.
На основе анализа научных публикаций вопросы теории моделирования рассмотрены Р. Шенноном, S.E. Elmagnraby, W.T. Morriss, Б.А. Глинским, А.Б. Горстко, В.А. Штоффом, А.В. Копыльцовым.
В проекте «Концепция развития системы здравоохранения в Российской Федерации до 2020 г.» выделены вопросы, связанные с информационными технологиями. Использование ИТ в медицине отражено в работах В.А. Аверина, В.И. Левина, Т.Б. Уткина.
Методы исследования: теоретический анализ психолого-педагогической и научно-технической литературы по тематике исследований; анализ научно-педагогического опыта обучения в результате участия в работе конференций; имитационное моделирование (ИМ); наблюдение за ходом учебного процесса, деятельностью студентов; анкетирование, педагогические измерения; анализ результатов тестирования студентов; постановка педагогического эксперимента; статистическая обработка его результатов и их анализ, графическая интерпретация частичных результатов.
Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждаются теоретическим анализом актуальности использования компьютерных технологий в системе медицинского образования, обеспечиваются возможностями использования компьютерных моделей визуализации в учебно-методическом комплексе по дисциплине «Анатомия человека», выбором методов исследования, обработкой полученных результатов эксперимента методами теории проверки статистических гипотез, практической реализацией элементов построенной методики обучения.
Апробация результатов исследования осуществлялись в 2005–2013 годах в процессе проведения занятий по компьютерному моделированию со студентами педиатрического, лечебного, стоматологического факультетов и интернами Санкт–Петербургского государственного педиатрического медицинского университета. Материалы теоретических положений педагогического исследования обсуждались через участие и публикации на конференциях: международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в образовании» (Российский государственный профессионально-педагогический университет, г. Екатеринбург, 2008, 2009, 2010, 2011 гг.), научно-практической конференции «Совершенствование подготовки педиатрических кадров в вузах Санкт-Петербурга» (Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия, 2009 г.), на X Конгрессе Международной Ассоциации Морфологов (г. Ярославль, 2010 г.), на научной конференции с международным участием, посвященной 70-летию со дня рождения доктора медицинских наук, профессора, академика МАИА Александра Кирилловича Косоурова (Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова, 2011 г.), на Девятой Всероссийской научно–практической конференции «Метаметодика как перспективное направление развития предметных методик обучения» (Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, НИИ общего образования РГПУ им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург, 2011 г.), на XXXI Всероссийском научном семинаре преподавателей математики университетов и педагогических вузов, посвященному 25-летию семинара «Проблемы преподавания математики в школе и вузе в условиях реализации новых образовательных стандартов» (Тобольская государственная социально-педагогическая академия им. Д.И. Менделеева, г. Тобольск, 2012 г.), на Юбилейной XIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика (РИ–2012), на VI международной научной конференции «Математика. Образование. Культура» (г. Тольятти, 2013 г.), на 17-ой Выставке научных достижений РГПУ им. А.И. Герцена (2013 г.).
Внедрение результатов исследования осуществлено в период с 2009 по 2013 годы. Все методические материалы размещены в компьютерном классе кафедры анатомии человека Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета. В поддержку методики обучения компьютерному моделированию выпущено учебное пособие для студентов «ИТ и компьютерные средства обучения в преподавании анатомии человека».
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Работа иллюстрирована 43 рисунками и 22 таблицами. Основной текст диссертации представлен на 156 стр.
Актуальность использования компьютерных технологий в системе медицинского образования
Федеральные государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования, разработанные на основе модульно-компетентностного подхода, изменяют нормативно-правовую базу профессионального образования. Организация учебного процесса в вузе призвана обеспечить: - современный научный уровень подготовки специалистов, оптимальное соотношение теоретического и практического обучения; - логически правильное, научно и методически обоснованное соотношение и последовательность преподавания дисциплин, планомерность и ритмичность учебного процесса; -органичное единство процессов обучения и воспитания; - внедрение в учебный процесс новейших достижений науки и техники; - создание оптимальных условий для освоения студентами учебных программ и творческой самостоятельной работы [6]. Основные профессиональные образовательные программы (ОПОП) в условиях внедрения ФГОС ВПО содержат инвариантную и вариативную части. Структуру и содержание вариативной составляющей программ образовательное учреждение, согласно требованиям ФГОС ВПО, должно формировать самостоятельно, ориентируясь на потребности рынка труда и рынка образовательных услуг [114].
Вариативный подход в обучении означает, с одной стороны, многообразие, разноуровневость, дифференцированность заданий, возможность опережающего обучения, преемственность форм обучения; с другой стороны, право личности на обучение в соответствии со своими особенностями, способностями, интересами, жизненными планами [60].
Реализация требований стандарта позволяет выделить требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам, в том числе и по дисциплине «Информатика».
Основными разделами современной образовательной области «Информатика» по Колину К.К. являются следующие (рисунок 1.1): теоретические основы информатики, средства информатизации (рисунок 1.2), информационные и коммуникационные технологии, социальная информатика. Философские основы и проблемы социальной, биологической и физической информатики сегодня практически не изучаются [47].
Малев В.В. предложил другую структуру предметной области «Информатика», которая была представлена в Национальном докладе Российской Федерации на II Международном Конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика». При этом теоретическая информатика включает в себя философские основы информатики, математические и информационные модели и алгоритмы, а также методы разработки и проектирования информационных систем и технологий (рисунок 1.3) [68].
В последнее время по методике обучения информатике опубликовано незначительное количество учебников. Приходится констатировать, что в педагогических вузах практически отсутствует единое мнение о фундаментальных основах учебной дисциплины «Информатика», в силу чего она имеет ярко выраженную технологическую и прикладную направленность [52]. Коллектив авторов, Лапчик М.П., Рагулина М.И., Самылкина Н.Н., Семакин И.Г., Хеннер Е.К., в своей книге «Теория и методика обучения информатике» [56] рассматривают наряду с общими вопросами теории и методики обучения информатике конкретные рекомендации по методике и технологии обучения информатике и информационно-коммуникационным технологиям.
Н.Г. Шилина, в своем диссертационном исследовании, формирует структуру и содержание непрерывного обучения информатике и информационно-коммуникационным технологиям для естественнонаучных дисциплин в медицинском образовании. При этом она опиралась на фундаментальные исследования «по методике общеобразовательной и профессиональной подготовке по информатике - работы Бешенкова С.А., Гейна А.Г., Григорьева С.Г. Добудько Т.В., Ершова А.П., Жданова С.А., Захаровой Т.Б., Кинелева В.Г., Кузнецова А.А., Кузнецова Э.И., Лапчика М.П., Пугача В.И., Швецкого М.В. и других» [136].
Согласно кодификатору элементов цикла естественнонаучных дисциплин высшего профессионального образования содержание дисциплины «Информатика» включает в себя:
Предметные результаты обучения дополнены личностными и метапредметными. Обращаем внимание на отнесенные в стандарте к мета предметным результатам обучения формирование и развитие ИКТ-компетентности, включая владение информационно-коммуникационными технологиями, поиском, построением и передачей информации, презентацией выполненных работ, основами информационной безопасности, умением безопасного использования средств информационно-коммуникационных технологий и сети Интернет [126]. В таблице 1.1 показана преемственность в изучении информатики для будущих врачей.
Как отмечается в комплекте документов новых образовательных стандартов общего образования, утвержденных Минобразования РФ, «Информатика и информационные технологии» - предмет, непосредственно востребуемый во всех видах профессиональной деятельности и различных траекториях продолжения обучения. [33, с.30].
Информационно-технологическая компетентность, полученная на базовом уровне общего образования, находит дальнейшее развитие при построении графических моделей; структурных, структурно-функциональных и алгоритмических моделей систем; при углубленном изучении баз данных на примере баз знаний медицинской анатомической терминологии.
Методы и средства обучения информатике
В разделе 2.3 на рисунке 2.1 представлены содержательные линии дисциплины «Компьютерный практикум», на рисунок 2.2 - научные теории теоретической информатики, которые охватывает «Компьютерный практикум». В этом же разделе (2.3) обозначены цели обучения и необходимый уровень начальной подготовки.
Методы преподавания (деятельность преподавателя) и методы учения (деятельность студента) сведены в таблицу 2.1.
Педагогическими технологиями, позволяющими наиболее точно реализовать поставленные цели, являются метод моделирования и метод кейсов (раздел 1.5), индивидуальный и дифференцированный подход к обучению (раздел 1.6).
Средствами обучения являются обучающее и научное специализированное программное обеспечение (раздел 2.2), прикладные офисные программы (Microsoft Office).
Структура дисциплины обоснована в разделе 2.4. Примерный учебно-тематический план «Компьютерного практикума» представлен в разделе 2.5. Разработаны технологические карты модулей дисциплины (приложение 1), детализированы тематические планы модулей (приложение 2), создана база контрольных вопросов по темам обучения (приложение 3). Список практических работ по модулю 1 соответствует теме практического занятия по анатомии человека. Список практических задач по модулю 2: case study - ситуационные задачи по темам практических занятий по анатомии человека, схемы топографической анатомии, проводящие пути центральной нервной системы, органы чувств, биомеханика человека. Упражнения по модулю 2 связаны с освоением расширенных возможностей офисных пакетов в соответствии с требованиями ECDL- The European Computer Driving Licence (модуль 3 и модуль 6). Методической поддержкой студентов является сайт кафедры анатомии человека (раздел 2.5). Методы учения, раскрывающие деятельность студентов: самостоятельная работа, выполнение упражнений, наблюдение.
Оценка результатов обучения осуществляется на основе анализа построенных компьютерных моделей, обсуждения кейса, компьютерного тестирования. Оцениваются достижения студентов на основе таксономии Б.С. Блума (знания, понимание, применение, анализ, синтез, оценка).
Уровни сформированной компетентности Введение дисциплины «Компьютерный практикум» позволяет индивидуализировать образовательную программу, ее усвоение в зависимости от способностей и интересов, обеспечить интерактивный диалог (взаимодействие пользователя с программой, при этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы), активизировать познавательную деятельность, которая способствует лучшему восприятию и запоминанию учебного материала с включением подсознательных реакций обучающихся, слуховой и эмоциональной памяти [76].
Новое поколение компьютерных приложений появилось за последние 10 лет и студенты должны быть компетентными пользователями компьютерных технологий, так как это стало необходимостью не только при обучении, но и в повседневной жизни. Мир интернета - это большой обучающий ресурс, доступный любому человеку. Однако чтобы воспользоваться этим, требуются навыки поиска, умения выделить и оценить содержимое сайтов. Потенциал электронного обучения огромен, но его использование требует существенной информационной грамотности. Оценить результат обучения можно по-разному, например моделирование, электронное портфолио, мультимедийные вопросы в режиме прямого доступа. Оценка становиться доступна студентам, она зависит от прошедшего испытания. Студент всегда становится нацеленным на компетентность, что приводит к его постоянной успешности
Развитие информационно-технологической компетентности студентов происходит при непрерывной практике применения компьютерных технологий на практических занятий и в самостоятельной работе студентов. Следует отметить, что содержательным компонентом является система знаний и умений студентов, составляющая основу его профессиональной деятельности, а технологическим компонентом - средства обучения, использующие новые информационные и компьютерные технологии. Дисциплина «Компьютерный практикум» позволяет (рисунок 2.12):
Обоснование и отбор содержания, методов и средств обучения студентов в рамках дисциплины «Компьютерный практикум»
Как видно из таблицы 3.2, по темам 1, 4-7 статистическое тестирование дает очень хороший результат и сравнительно неплохой результат по темам 3 и 8. Худший результат - а=0,13 (доверительный уровень, соответственно, будет равен 1-от=0,87) приходится на тему 2, которая, по мнению специалистов, является наиболее сложной для освоения студентами.
Таким образом, приведенные в таблице 3.2 результаты анализа полностью статистически подтверждают выводы об эффективности использования методики обучения студентов-медиков.
Наряду с проверкой гипотезы об отсутствии статистически значимого различия между результатами, полученными по двум совокупностям контрольных и экспериментальных групп, исследуем статистическую различимость всех групп в общем (имеется в виду различие между отдельными группами). Проверим гипотезы о неразличимости экспериментальных групп между собой, контрольных групп и всех групп в совокупности. В этом случае строки таблицы сопряженности соответствуют отдельной группе. Результаты проверки этих трех гипотез на уровне значимости а=0,01 приведены в таблице 3.3.
Как видно из таблицы 3.3 при рассмотрении всей совокупности групп обнаруживается надежная статистическая различимость (тестовое значение превосходит критическое). При рассмотрении контрольных групп наблюдается аналогичная ситуация. При переходе к экспериментальным группам обнаруживается, что по темам 3, 6-8 экспериментальные группы проявили статистическую однородность (жирным шрифтом отмечена ситуация, когда тестовое значение не превзошло критическое). Если бы такая однородность обнаружилась по всем темам в экспериментальных и контрольных группах, то статистическую различимость в общей совокупности групп можно было бы считать корректным подтверждением влияния ИМ без учета результатов таблицы 3.2.
Для более детального и, соответственно, более глубокого исследования ситуации введем меру неоднородности групп h=-\ogw(x2(y)), (3-4) где у - значение теста Пирсона (формула (3.3)), х2(у) односторонняя (правая) вероятность распределения %2 при соответствующем числе степеней свободы, что делает ситуацию более удобной для сравнений.
На рисунке 3.15 приведены значения меры неоднородности. Как хорошо видно из рисунка, экспериментальные группы обнаруживают существенно большую однородность по сравнению с контрольными группами, что, несомненно, является признаком общего влияния ИМ. Из рисунка 3.15 также видно, что мера неоднородности общей совокупности групп в основном превышает меру неоднородности контрольных групп, за исключением тем 3 и б, где, судя по таблице 3.2, наблюдаются неплохие результаты статистической проверки. Нетрудно заметить, что мера неоднородности общей массы групп дает в основном наибольшее значение. Это говорит о том, что принципиальное отличие экспериментальных и контрольных групп действительно вносит свой вклад в общую картину (относительная однородность экспериментальных групп не сглаживает общую ситуацию, а, наоборот, обостряет...).
Таким образом, влияние ИМ можно считать вполне статистически подтвержденным. Однако оценка эффективности этого влияния на процесс обучения является отдельным вопросом, который будет рассмотрен ниже.
В таблице 3.4 приведены оценки качества обученности для контрольных (без использования ИМ) и экспериментальных групп по восьми темам. Оценки эффективности колеблются в диапазоне от 5 до 23%. Однако во всех случаях, проводя сравнение данных таблицы 3.2 и таблицы 3.4 видим, что относительно невысокое значение эффективности может быть хорошо статистически подтвержденным, что имеет место в относительном большинстве случаев. Это означает, что исследуемый педагогический эксперимент, безусловно, оказал определенное статистически значимое положительное влияние на процесс обучения.
Остановимся отдельно на оценках, полученных по каждому занятию, в процентном отношении в контрольных и экспериментальных группах (см. рисунки 3.16-3.18). ВСЕГО за семестр было выставлено студентам II курса педиатрического факультета, участвующим в педагогическом эксперименте, -1094 оценок, распределение которых показано на рисунке 3.19. Качество знаний и умений студентов по темам занятий показано на рисунке 3.20.
Уровень профессиональных компетенций может быть выражен не только через количественные показатели, но и через качественные, тем самым формирование компетенций определяется как уровневый процесс [129]. При определении значения коэффициента результативности необходимо исходить из положений экспериментальной педагогики о том, что если значение коэффициента менее 0,7, то рассматриваемая деятельность не может считаться положительной и эффективной [130, с. 177].
Обоснование выбора критерия оценки статистической достоверности полученных результатов
Остановимся отдельно на оценках, полученных по каждому занятию, в процентном отношении в контрольных и экспериментальных группах (см. рисунки 3.16-3.18). ВСЕГО за семестр было выставлено студентам II курса педиатрического факультета, участвующим в педагогическом эксперименте, -1094 оценок, распределение которых показано на рисунке 3.19. Качество знаний и умений студентов по темам занятий показано на рисунке 3.20.
Уровень профессиональных компетенций может быть выражен не только через количественные показатели, но и через качественные, тем самым формирование компетенций определяется как уровневый процесс [129]. При определении значения коэффициента результативности необходимо исходить из положений экспериментальной педагогики о том, что если значение -коэффициента менее 0,7, то рассматриваемая деятельность не может считаться положительной и эффективной [130, с. 177].
Подсчитаем качественные показатели для групп, участвующих в педагогическом эксперименте (см. рисунки 3.20 и 3.21).
Приведенная таблица еще подтверждает, что в соответствии с качественными показателями занятия в экспериментальных группах с использованием имитационного моделирования способствовали повышению уровня развития профессиональных компетенций. Условная «4» соответствует продвинутому уровню и характеризуется осознанностью выполняемых действий, рациональным их использованием. Действия целенаправленны и результативны, присутствует анализ собственных действий и творчество.
В 2012 году в ходе педагогического эксперимента рассматривался пример обучения студентов 1 курса педиатрического факультета, целью которого было сравнение степени усвоения учебного материала в 2-х группах студентов. Студенты во время самостоятельной подготовки проходят компьютерный тестовый контроль в соответствие с тематическим планом по анатомии человека. Пройдя весь тест, студенты получают дополнительную информацию по дисциплине «Анатомия человека», связанную с возрастными особенностями, развитием и пороками
По окончанию тестирования «Конструктор тестов» выдает количество правильных ответов пройденного теста в процентном отношении. На кафедре анатомия человека каждый семестр устанавливается система перевода набранных процентов в оценку. В весеннем семестре 2012 года студентам для получения оценки «удовл» необходимо было набрать от 50% до 57%; оценки «хор» - от 58% до 70%; оценки «отл» - от 71% и выше.
Рассмотрим результаты тестирование студентов в весеннем семестре. Считаем, что в педагогическом эксперименте участвуют 277 студент, группы остаются те же, но вначале семестра в тестировании принимают 140 студентов, а в конце семестра - 137. Обучение в 1-ой группе (обозначенной нами как «экспериментальная», студенты учебных групп № 103, 107, 109, 111, 113, 121 и 141, всего 70 и 69 студентов) основывалось на методах компьютерного имитационного моделирования реальных анатомических структур под руководством автора. Во 2-ой группе (обозначенной как «контрольная», студенты учебных групп № 106, 108, 110, 116, 128, 131 и 138, всего 70 и 68 студентов) занятия проходили без непосредственного участия преподавателя, студенты самостоятельно занимались с компьютерными обучающими программами, установленными в компьютерном классе кафедры. На практических занятиях в экспериментальной группе вопросы возрастной анатомии, развития и пороков развития детей не обсуждались. В связи с вышеизложенным, составим таблицы результатов проверки гипотезы Н0 по объединенным группам (указан уровень значимости а, при котором гипотеза Н0 отвергается) по теме «Пищеварительная система» (всего 214 вопросов, 46% связаны с возрастной анатомией, развитием и пороками развития) и по теме «Ангиология» (включает темы «Сердце», «Артерии», «Вены» с общим количеством вопросов - 321, из которых 40% связаны с возрастной анатомией, развитием и пороками развития).
