Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основы модульно-рейтинговой технологии обучения 14
1.1. Модульная технология обучения: практика применения и перспективы развития 14
1.2. Анализ проблемы модульного обучения физике в учреждениях среднего профессионального образования 38
1.3. Проектирование инновационной модульно-рейтинговой технологии обучения физике 49
Выводы по первой главе 84
ГЛАВА 2. Реализация модульно-рейтинговой технологии обучения физике в средних профессиональных учебных учреждениях 86
2.1. Проектирование структуры модульно-рейтинговой программы обучения физике 86
2.2. Создание модульно-рейтинговой технологии на основе использования фреймовых структур 96
2.3. Организация модульно-рейтингового обучения физике 139
2.4. Диагностика эффективности применения модульно-рейтинговой технологии в процессе обучения физике 157
Выводы по второй главе 160
ГЛАВА 3. Методика проведения и обработка результатов педагогического эксперимента 162
3.1. Организация педагогического эксперимента 162
3.2. Результаты педагогического эксперимента и их обсуждение 165
Выводы по третьей главе 170
Заключение 170
Литература 173
Приложения 195
- Анализ проблемы модульного обучения физике в учреждениях среднего профессионального образования
- Создание модульно-рейтинговой технологии на основе использования фреймовых структур
- Диагностика эффективности применения модульно-рейтинговой технологии в процессе обучения физике
- Результаты педагогического эксперимента и их обсуждение
Введение к работе
Изменения всех сфер жизни человека в современном мире обусловили модернизацию отечественного образования. Существенное влияние на систему профессионального образования в настоящее время оказывают научно-технический прогресс и преобразования, происходящие в экономике и общественной жизни Динамичное и интенсивное развитие техники, технологий, в том числе информационных и нанотехнологий, привели к увеличению значимости формирования фундаментальных естественнонаучных знаний при обучении специалистов. Теория и методология физики как науки для многих областей теоретического и прикладного знания служит основой и источником развития Знание физики является инвариантной основой подготовки специалистов технического профиля В связи с этим, повышение качества обучения физике является актуальной задачей для современного профессионального образования
Процессы становления новой экономики и производства привели к росту потребности общества в специалистах средней квалификации и вызвали изменение требований, предъявляемых обществом к качеству профессионального обучения. В этих условиях создаются предпосылки совершенствования содержания образовательных программ, организации учебного процесса, технологий обучения и др Необходимость преобразований диктует поиск новых подходов к проектированию методической системы обучения, один из которых связан с применением инновационных образовательных технологий.
Исследователи современных проблем развития среднего профессионального образования (П Ф Анисимов, В И Боголюбов, Т.В. Гериш, А В Густырь, Л Г. Семушина и др) одним из наиболее перспективных направлений модернизации системы обучения считают использование в учебном процессе модульных технологий В настоящее время модульное обучение проходит качественно новый виток своего развития, находя применение на всех уровнях образования - от начального и среднего до высшего.
Исследователи модульных образовательных технологий (С А Каинова, П И Третьяков, М А Чошанов, П А Юцявичене и др) отмечают высокий уровень достижения запланированных результатов обучения и их воспроизводимость, структурную, содержательную и технологическую гибкость модульных программ обучения
Изучению проблем, связанных с разработкой и применением модульных технологий обучения, посвящены исследования многих авторов В научных трудах П А Юцявичене рассмотрены вопросы проектирования модульных программ обучения Задача обучения техническим дисциплинам с использованием модульной технологии решается в работах Н В Бородиной, Н Е Эргановой В исследованиях М А Чошанова раскрыты различные аспекты разработки и применения проблемно-модульного обучения в профессиональном образовании Система модульно-компетентностного обучения рассматривается в работах С А Ефимовой, А Н Лейбович, Н Ю Посталюк
Вместе с тем, проблема определения структурных элементов модульной программы и выделения соответствующего им содержания образования продолжает оставаться актуальной для теории модульного обучения
Анализ научно-методических работ и диссертационных исследований показал, что среди работ, посвященных модульному обучению в области среднего профессионального образования (В С. Игнатюк, О К Луганская, Д А Матвеева, О А Чепенко, М А Чошанов, Н Н. Шумилова, С Ф Яруллина и др), лишь исследования В Ф. Баш ари на (1994 г) направлены на разработку модульного обучения физике
В научных трудах В Ф Башарина решается задача проектирования технологии обучения физике на основе выделения модулей элементов методической системы. При этом вопросы модульного структурирования курса физики для средних профессиональных учебных учреждений и разработки содержания обучающих модулей остались открытыми
Слабое отражение в научных исследованиях нашла и другая проблема проектирования модульной технологии - формирование содержания модулей и его представление в учебно-методических материалах, несмотря на то, что исследователи указывают на важность научного обоснования разработки учебного содержания модулей (М.А Чошанов, Н Е Эрганова и др.) с использованием различных способов структурирования информации.
Эффективность модульной технологии во многом обусловливается системой контроля результатов обучения Многочисленными исследователями для этих целей обоснованы преимущества применения рейтинговой системы контроля качества обучения (Г В. Букалова, Л И Варенова, Е В Зачесова, А.Н Новиков, М А Чошанов и др) Вместе с тем проблема разработки и применения рейтинговой системы контроля учебных достижений обучающихся при модульном обучении физике в средних профессиональных учебных учреждениях в настоящее время исследована недостаточно
Изложенное выше позволяет выделить следующие противоречия:
на социально-педагогическом уровне — между социальным заказом общества на развитие профессионального образования и внедрение эффективных образовательных технологий для обучения специалистов и недостаточной ориентацией системы среднего профессионального образования на реализацию этих требований;
на научно-педагогическом уровне - между возрастающим требованием к фундаментальному естественнонаучному образованию специалистов и недостаточным развитием теоретических и методических основ проектирования эффективных технологий и их применения при обучении в средних профессиональных учебных учреждениях, одной из которых является мо-дульно-рейтинговая технология,
на научно-методическом уровне - между значительными дидактическими возможностями модульного структурирования содержания обучения физике и рейтинговой системы контроля и оценки учебных достижений
обучающихся и применением в профессиональном образовании технологий, не использующих в полной мере возможности рейтингового контроля учебных достижений в рамках модульной технологии обучения физике
Необходимость разрешения перечисленных выше противоречий обусловливает актуальность данного исследования, а также определяет его проблему какова должна быть технология модульно-рейтингового обучения физике, чтобы ее применение в среднем профессиональном учебном учреждении обеспечивало повышение эффективности учебного процесса7 В рамках решения данной проблемы определена тема исследования «Модульно-рейтинговая технология как средство повышения эффективности обучения физике в учреждениях среднего профессионального образования»
Объект исследования: процесс обучения физике в среднем профессиональном учебном учреждении.
Предмет исследования, модульно-рейтинговая технология обучения в средних профессиональных учебных учреждениях.
Целью исследования является научное обоснование и разработка мо-дульно-рейтинговой технологии обучения физике, использование которой обеспечит повышение эффективности учебного процесса в средних профессиональных учебных учреждениях.
Гипотеза исследования: повышение эффективности обучения физике студентов средних профессиональных учебных учреждений будет обеспечено, если:
модульно-рейтинговая технология будет разрабатываться и использоваться на основе принципов модульной структуризации содержания обучения, деятельностной направленности содержания и методов обучения, учета познавательных потребностей обучающихся, паритетности отношений субъектов учебного процесса, системности контрольно-оценочной деятельности,
при проектировании содержания модульной программы обучения в качестве средства когнитивной визуализации будет использоваться фреймовый способ структурирования и представления учебной информации,
диагностика результатов обучения при реализации модульно-рейтинговой технологии будет основываться на системе контроля и оценки учебных достижений обучающихся, которая предполагает установление рейтинга студентов по результатам усвоения содержания каждого модуля
В качестве критериев эффективности процесса обучения физике с использованием предлагаемой модульно-рейтинговой технологии обучения были приняты
уровень мотивации к изучению физики,
уровень обученности,
уровень развития основных интеллектуальных умений
Для достижения поставленной цели и проверки выдвинутой гипотезы были сформулированы задачи исследования
1 На основе анализа философской, психолого-педагогической и научно-методической литературы выявить современное состояние проблемы исследования и определить пути ее решения.
2. Разработать структуру модульной программы изучения физики и содержание модулей
Разработать модели фреймового структурирования содержания обучения в модулях учебной программы по физике.
Разработать рейтинговую систему комплексной оценки учебных достижений обучающихся на основе модульной учебной программы
5. Экспериментально проверить эффективность разработанной технологии модульно-рейтингового обучения физике.
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования, анализ философской, психолого-педагогической, научно-методической и учебной литературы, материалов научно-практических конференций и Internet по теме исследования; анализ учебно-методической документации, изучение опыта работы преподавателей физики профессиональных учебных заведений, моделирование, педагогическое наблюдение, анкетирование, тестирование, метод экспертных оценок, качественный и количественный анализ, статистическая обработка и интерпретация экспериментальных результатов
Методологической основой исследования являются работы в областях-
системного и синергетического подходов к изучению процесса организации и самоорганизации в обучении (Г. Хакен, Э Г Юдин),
педагогических технологий (М В. Кларин, Е С Полат, Г.К Селевко, Л Г Семушина, Д В. Чернилевский),
психологических теорий личности и деятельности (Л С Выготский, Т В Габай, И А Зимняя)
Теоретическими основами исследования являются-
результаты теоретических исследований по организации модульного обучения (С А. Каинова, М А Чошанов, Н Е Эрганова, П.А. Юцявичене),
результаты теоретических исследований в оьласти формирования и развития обобщенных учебных умений (В И Загвязинский, Б М Игошев, А В Усова, ТН Шамало),
результаты теоретических исследований по структурированию, уплотнению и представлению учебной информации (Р В Турина, Т Н Колодочка, А А Остапенко, М А Чошанов);
результаты теоретических исследований в области развития мышления (И Г Пустильник, А В Усова, А.П. Усольцев);
результаты теоретических исследований в области повышения эффективности учебной деятельности и учебного процесса (П В Зуев, Н С Пу-рышева),
результаты теоретических исследований по формированию мотивации к обучению (Е П. Ильин, ИЛ Ланина, Г.А Карпова),
результаты теоретических исследований по методам обработки результатов педагогического исследования (Ю М Нейман, Б.Е. Стариченко, Н П Чепелев)
Логика исследования включала следующие этапы изучение психолого-педагогической, учебной и научно-методической литературы по исследуемой проблеме, обоснование цели, задач исследования и выдвижение гипотезы; выявление путей реализации поставленных задач; разработка теоретических положений и создание технологии обучения, организация и проведение педагогического эксперимента, количественный и качественный анализ его результатов
Научная новизна исследования заключается в следующем.
В отличие от ранее выполненной работы В Ф. Башарина, в которой рассмотрены вопросы конструирования модульной технологии обучения физике в средних профессиональных учебных учреждениях на основе выделения модулей эчементов методической системы, в настоящем исследовании решается проблема проектирования и реализации модульно-рейтинговои технологии обучения физике в средних профессиональных учебных учреждениях, основанной на использовании модульного структурирования содержания обучения физике, фреймовом способе его представления в учебно-методических материалах и рейтинговой системе контроля учебных достижений обучающихся
Разработана структура деятельности преподавателя по созданию и применению модульно-рейтинговои технологии обучения физике, отображающая этапы этой деятельности, комплексная диагностика педагогических условий, проектирование модульно-рейтинговои технологии, реализация модульно-рейтинговои технологии, оценка результатов применения модульно-рейтинговои технологии и коррекция элементов технологии Для каждого этапа выделены компоненты (содержательно-целевой, методический, результативный) и определены виды деятельности
3 Создана методика формирования модуля как структурного элемента модульно-рейтинговои технологии, включающая в себя: проектирование структуры модуля (определение целей модуля, выделение учебных элементов модуля и выявление связей между ними), формирование содержания модуля (отбор учебного материала на установленном уровне сложности, выбор средств и методов изложения учебной информации, применение фреймов и других способов когнитивной визуализации для структурирования и представления учебной информации), планирование способа обучения (выбор организационных форм и методов обучения, определение видов деятельности), создание средств обучения (брошюр, инструктивных листов и тд), формирование содержания контрольных заданий модуля и системы рейтингового оценивания результатов обучения
Теоретическая значимость исследования:
Уточнено понятие модуля в модульно-рейтинговой технологии Под модулем понимается функционально самостоятельная единица, включающая в себя не только целостное автономное содержание учебной информации, но и все компоненты методической системы (цели, содержание обучения, организационные формы и методы обучения, средства обучения, контроль и оценку результатов обучения)
Обоснована и предложена система принципов создания модульно-рейтинговой технологии обучения физике в среднем профессиональном учебном учреждении- принцип модульной структуризации содержания обучения, принцип деятельностной направленности содержания и методов обучения, принцип учета познавательных потребностей обучающихся, принцип паритетности отношений субъектов учебного процесса, принцип системности контрольно-оценочной деятельности
3. Обоснованы и разработаны конкретные приемы когнитивной визуализации учебного материала по физике с применением фреймов; предложены модели фреймов для структурирования и отображения учебной информации с учетом модульного строения учебной программы по физике (фрейм-рамка, фрейм-логико-смысловая схема, фрейм-сценарий), и требования к выбору способов их применения для формирования содержания учебных элементов модулей с заданной целью
Практическая значимость исследования состоит в том, что теоретические положения доведены до уровня практического применения:
разработана модульно-рейтинговая программа обучения физике в средних профессиональных учебных учреждениях, использование которой обеспечило повышение эффективности учебного процесса,
разработаны учебные элементы и инструктивные листы модульно-рейтинговой программы обучения физике в средних профессиональных учебных учреждениях, применение которых позволило повысить качество учебного процесса,
разработаны итоговые тесты для контроля качества усвоения содержания учебной программы по физике для средних профессиональных учебных учреждений,
разработана методическая документация для преподавателя по контролю и учету достижений обучающихся при реализации модульно-рейтинговой технологии обучения физике в средних профессиональных учебных учреждениях
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялась в процессе экспериментальной работы в Екатеринбургском энергетическом техникуме, Екатеринбургском химико-механическом техникуме, Екатеринбургском торгово-экономическом техникуме Материалы исследования докладывались и обсуждались на научно-методических семинарах кафедры методики преподавания физики и ТСО Уральского государственного педагогического университета, на III Межвузовской научно-практической конферен-
ции аспирантов и соискателей (г Екатеринбург, 2004 г), на Международных научно-практических конференциях «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях» (г Екатеринбург, 2004, 2005, 2006, 2007 гг); на IV Российской конференции «Школа и ВУЗ достижения и проблемы непрерывного физического образования» (г Екатеринбург, 2006 г), на Международной научно-практической конференции «Современные проблемы теории и методики обучения физике, информатике и математике» (г. Екатеринбург, 2009 г.)
Достоверность результатов исследования и обоснованность сформулированных на их основе выводов обеспечиваются: системным теоретическим анализом проблемы и целостным подходом к ее решению; соблюдением логики научного исследования; выбором теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных поставленным задачам, непротиворечивостью полученных результатов основным психолого-педагогическим и методическим теориям, сопоставимостью полученных результатов с данными других исследований, использованием статистических методов обработки экспериментальных данных для подтверждения на качественном и количественном уровнях достоверности выдвинутой гипотезы; обсуждением результатов исследования на международных и межвузовских конференциях и их положительной оценкой
На защиту выносятся следующие положения
1 В условиях быстро изменяющихся требований к выпускникам средних профессиональных учебных учреждений применение модульно-рейтинговой технологии в процессе обучения физике представляется перспективным, что обусловлено содержательной и технологической гибкостью модульных учебных программ, возможностью широкого использования информационных и коммуникационных технологий для индивидуализации самостоятельной работы студентов, комплексностью, оперативностью и объективностью оценки учебных достижений обучающихся, применимостью модульно-рейтинговой технологии в организации всех видов учебной деятельности студентов при обучении физике
2. Структурным элементом модульной технологии является модуль, отличие которого от структурных элементов других технологий заключается в том, что он, являясь функционально самостоятельной единицей, должен включать в себя не только целостное автономное содержание учебной информации, но и все компоненты методической системы (цели, содержание обучения, организационные формы и методы обучения, средства обучения, контроль и оценку результатов обучения)
3 Эффективным средством когнитивной визуализации учебного материала, формирования системных знаний по физике и развития интеллектуальных умений является фреймовый способ структурирования информации Применение предложенных фреймовых моделей (фрейм-рамка, фрейм-логико-смысловая схема, фрейм-сценарий) в модульно-рейтинговой технологии позволяет формировать у обучающихся умения анализировать, синтези-
ровать, систематизировать и обобщать информацию, которые необходимы для решения широкого круга учебных и профессиональных задач
4 Реализация модульно-рейтинговой технологии, разработанной на основе принципов модульной структуризации содержания обучения, деятель-ностной направленности методов и средств обучения, учета познавательных потребностей обучающихся, системности контрольно-оценочной деятельности в полном соответствии с представленными в структуре деятельности преподавателя этапами процесса проектировании и применения технологии, обеспечит повышение эффективности учебного процесса по физике в средних профессиональных учебных учреждениях.
5. Критериями повышения эффективности обучения физике с использованием модульно-рейтинговой технологии могут служить- повышение уровня мотивации к изучению физики, повышение уровня обученное, повышение уровня развития основных интеллектуальных умений
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, включающего 215 источников и приложений.
Анализ проблемы модульного обучения физике в учреждениях среднего профессионального образования
Система среднего профессионального образования в нашей стране харак-теризовалась единством содержания образования для каждой специальности: все средние специальные учебные заведения работали по единым учебным планам и программам. Изменение содержания обучения профессиональной деятельности в традиционной системе путем модернизации или его обновление с введением новой специальности происходило крайне редко [164]. Только в 1995 году Государственный стандарт закрепил возможность получения средне-го профессионального образования на двух уровнях: базовом и повышенном. В конце 90-х годов в России возникло несоответствие между потребностью обще-ства в практикоориентированном профессиональном образовании доуниверси-тетского уровня и, как указывает в своем исследовании Генеральный директор Центра интенсивных технологий образования А.В. Густырь, недостаточными возможностями системы СПО «предоставить необходимые образовательные услуги – как по форме организации учебного процесса, так и по содержанию» [45, с. 56].
Программы среднего профессионального образования, как отметила в своих научных трудах Л.Г. Семушина, были адаптированы к медленно изме-няющимся социально-экономическим и технико-производственным условиям: «проблема соответствия содержания образования требованиям развития произ-водства решалась путем периодического пересмотра учебных планов (в сред-нем один раз в 7-8 лет), введения новых специальностей и специализаций. На определенном этапе такая система вступила в противоречие с необходимостью оперативного обновления содержания образования, вызванного потребностями развития экономики и социальной сферы» [165, с. 58].
Начальник отдела ИПР СПО Т.В. Гериш в своем исследовании перспек-тив развития среднего технического образования в России приходит к выводу, что «развитие среднего технического образования должно предусматривать подготовку профессионально компетентных кадров, имеющих достаточный уровень фундаментального и специального образования, способных обеспечить освоение новых производственных мощностей и перспективных технологиче-ских процессов» [37, с. 12].
Анализ устоявшихся традиционных систем очного и заочного обучения в средних специальных учебных заведениях, проведенный на основании нашего практического опыта и опыта наших коллег – преподавателей физики профес-сиональных учебных заведений, а также публикаций научно-методических ис-следований [37, 45, 76, 77, 161, 164, 165 и др.], показал, что форма организации учебного процесса, содержание образования, средства и методы обучения не соответствуют социальным запросам общества и уровням его технического и технологического развития.
Так, исследователь Г.И. Ибрагимов в своих трудах приводит сведения, что работодатели считают только 8,3 % выпускников техникумов и колледжей имеющими достаточно высокий уровень, обеспечивающий успешную работу по специальности, 48, 6% – имеющими уровень, достаточный для начала дея-тельности, но требующий повышения квалификации [63].
Занятия в техникумах и колледжах, хотя и проводятся «парами» по об-разцу вузовских, но по сути своей, по форме проведения и виду деятельности относятся к классно-урочной системе, принятой в общеобразовательной школе. Планирование учебного процесса базируется на традиционной системе занятий сообщения новых знаний, закрепления знаний, проверки знаний и комбиниро-ванных занятий, активно развиваемой в свое время К.Д. Ушинским, которая, несмотря на достаточно большой дидактический потенциал, утрачивает воз-можность адекватно отвечать запросам эпохи ускоренного технологического развития. Традиционное очное и, тем более, заочное обучение, как правило, но-сит характер субъект-объектного обучения, строится на авторитарной позиции преподавателя по отношению к обучающемуся. Как совершенно верно отмеча-ет исследователь Л.Г. Семушина, «организация обучения продолжает носить школьный характер, что подтверждается взаимоотношениями преподавателей и учащихся, установочными требованиями к выполнению правил поведения, школьной системой проверки и оценки знаний» [165, с. 23]. Традиционное обу-чение также является коллективным, и попытки его индивидуализировать или хотя бы дифференцировать малопродуктивны, поскольку преподаватель не владеет резервом времени, а традиционная система обучения не позволяет вес-ти обучение группы в различном для каждого обучающегося темпе и с учетом уровня его индивидуальной подготовленности. Авторитаризм процесса обуче-ния проявляется в жесткой регламентации деятельности, централизации кон-троля, ориентации на среднего ученика. Преобладают вербальная подача ин-формации и механическое ее запоминание, выполнение упражнений по образ-цу. Отсутствуют самостоятельное целеполагание, планирование, анализ и оце-нивание учебной деятельности обучающимся [161, c. 36]. К традиционным тех-нологиям относится также лекционно-зачетная система, практикуемая обычно на заочной форме обучения.
Необходимо отметить, что возможности заочной формы обучения в сред-них профессиональных учебных заведениях обеспечить качественное и совре-менное образование еще более ограничены по сравнению с очной формой. Это обусловлено, по нашему мнению, следующими факторами: более длительными сроками обучения при заочной форме по сравнению с очной формой; продол-жительными и перегруженными учебной информацией лекционно-экзаменационными сессиями; курсовой структурой основных образовательных программ, позволяющей только последовательное их прохождение; делением содержания программы обучения на отдельные дисциплины; морально и физи-чески устаревшим учебно-методическим обеспечением процесса обучения; низким уровнем развития информационно-образовательных ресурсов (в том числе интерактивной, виртуальной образовательной среды). В этих условиях поиск более эффективных способов и форм подготовки специалистов, совер-шенствование систем обучения людей в течение всей их активной трудовой жизни приобретает особую важность [37, 127, 164, 212 и др.].
Создание модульно-рейтинговой технологии на основе использования фреймовых структур
В результате обобщенного анализа научных трудов в области разработок модульных обучающих программ [55, 76, 99, 117, 161, 186] нами были выделе-ны следующие компоненты содержательной структуры модуля: управляющая часть, координирующая часть, информирующая часть, методическая часть и контролирующая часть [103, 105].
Управляющая часть модуля включает методические материалы для пре-подавателя и комплект контрольно-учетной документации. Методические ма-териалы содержат графы модулей учебной программы, в которых отражается динамика процесса освоения содержания образования, таблицы выбора учеб-ных элементов модулей, таблицы рейтингового оценивания учебной деятельно-сти обучающихся, рекомендации по организации занятий и применению мето-дов и средств обучения, проведению физических экспериментов; информацию об альтернативных методах и способах обучения. В комплект контрольно-учетной документации входят эталоны решений тестовых заданий учебных элементов; эталоны решений тестовых заданий модуля и система оценивания для проведения контроля качества освоения содержания модуля; документация по учету учебных достижений обучающихся.
Координирующая часть модуля содержит дидактические цели, на дости-жение которых направлено его содержание в виде совокупности дидактических целей учебных элементов. Координирующие функции выполняют перечни предшествующих учебных элементов (содержащих элементы знаний, лежащие в основе нового материала и изученные недавно) и вспомогательных учебных элементов (элементы знаний которых необходимы для понимания нового мате-риала и изучены относительно давно), перечни оборудования и других средств обучения, используемых в учебном процессе, которые должны быть приведены для каждого учебного элемента модуля.
Информирующая часть содержит теоретический учебный материал, ил-люстрации, рисунки, опорные конспекты, схемы, таблицы, справочный матери-ал, дополнительный учебный материал и т.д., заключенный в содержании учеб-ных элементов, составляющих структуру данного модуля.
Методическая часть модуля содержит дидактический учебный материал, а также методические указания и рекомендации для студента по работе с со-держанием учебных элементов, алгоритмы учебной деятельности и т.д., кото-рые входят в содержание учебных элементов модуля.
Контролирующая часть модуля включает в себя контрольный дидак-тический материал, распределенный по учебным элементам модуля: тесты и за-дания для студентов для входной диагностики и текущей проверки качества освоения содержания обучения, а также задания контролирующего элемента модуля (рис. 14).
Структура учебного элемента повторяет структуру модуля и в качестве основных компонентов содержит четко сформулированную цель обучения, пе-речень предшествующих и вспомогательных учебных элементов, диагностику готовности к активному усвоению знаний, страницы с иллюстрированным учебным текстом, методическими рекомендациями и практическими задания-ми, а также проверку достижения целей обучения в виде контрольных вопросов и заданий (тестов).
Учебный элемент оформляется в виде небольшой самостоятельной бро-шюры и представляет собой средство, с помощью которого передается учеб-ная информация.
Перечислим основные шаги по формированию содержания каждого учебного элемента: 1) определяем предшествующие учебные элементы, содер-жание которых лежит в основе изучения нового материала; 2) устанавливаем вспомогательные учебные элементы, в которых заключена учебная информа-ция, необходимая для понимания нового материала; 3) перечисляем оборудова-ние, материалы и средства обучения, применение которых целесообразно при освоении содержания учебного элемента; 4) формулируем диагностируемые и достижимые цели изучения учебного элемента – определенно, в терминах дея-тельности, обращаясь к обучающемуся и указывая ожидаемый уровень усвое-ния учебной информации (I – воспроизведение знаний, II – понимание и при-менение знаний в знакомой ситуации, III – понимание и применение знаний в новой ситуации); 5) разрабатываем задания входного теста, основываясь на элементах знаний предшествующих и вспомогательных учебных элементов; 6) формируем учебно-методическое содержание учебного элемента с использо-ванием фреймовых моделей структурирования и представления учебной ин-формации; 7) проектируем задания выходного контроля учебного элемента, ос-новываясь на его дидактических целях и целях модуля.
Отметим, что решая проблему формулирования целей учения мы опира-лись на результаты обзора классификаций учебных целей, проведенного М. А. Чошановым [189].
Рассмотрим процесс формирования учебных элементов модуля «Пере-менный ток», разработанного в рамках модульно-рейтинговой технологии обу-чения физике, в соответствии с выделенными шагами.
Первым учебным элементом модуля является V-11-УЭ 1 «Электрические колебания». Вначале в тексте учебного элемента перечисляем предшест-вующие учебные элементы: IV-8-УЭ2 «Сила Ампера», IV-8-УЭ5 «Сила Ло-ренца», IV-9-УЭ1 «Явление электромагнитной индукции. Вихревые поля и то-ки», V-10-УЭ1 «Характеристика гармонического колебания», V-10-УЭ3 «Ха-рактеристики волны». Указываем вспомогательные учебные элементы: III-6-УЭ1 «Постоянный электрический ток. Закон Ома». Перечисляем обору-дование, технические и дидактические средства обучения: модель генератора постоянного тока, калькулятор, таблица синусов.
Диагностика эффективности применения модульно-рейтинговой технологии в процессе обучения физике
Промежуточный контроль качества освоения содержания модулей учеб-ной программы должен быть исключительно внешним, т.е. должен осуществ-ляться преподавателем, поскольку при этом проверяется достижение целей об-разования. Для проведения диагностики преподаватель должен обеспечить кон-трольные материалы, эталоны решений контрольных заданий и лист учета учебных достижений обучающихся для записи результатов проверки знаний и умений (Приложение 3). Все данные контроля качества усвоения модульной учебной программы сводятся сначала в ведомость учебных достижений обу-чающихся (результаты освоения содержания модулей), а затем в сводную ве-домость (качество освоения содержания обучения за один семестр) (Приложе-ние 3). Приведем пример оформления результатов освоения содержания рас-смотренного выше модуля «Переменный ток» и расчета баллов (таблицы 5, 6, 7, 8). Данный модуль содержит восемь учебных элементов: УЭ1 «Электрические колебания», УЭ2 «Активное и реактивные сопротивления в цепи переменного тока», УЭ3 «Закон Ома для цепи переменного тока», УЭ4 «Мощность перемен-ного тока», УЭ5 «Трансформатор», УЭ6 ЛР «Изучение устройства и работы трансформатора», УЭ7 ПР «Расчет параметров электрических цепей перемен-ного тока», УЭ8 КР «Переменный ток».
Выходной (итоговый) контроль служит для оценки качества знаний после изучения содержания всей учебной программы. Учебная программа по физике для средних профессиональных учебных учреждений включает контроль каче-ства обучения по окончании первого и второго семестров. Традиционно данная диагностика осуществляется в виде устного экзамена, а результатом проверки становится оценка, выставляемая по четырехбалльной шкале преподавателем. При реализации модульно-рейтинговой технологии обучения физике итоговый контроль знаний необходимо проводить в виде теста. Тест является инструмен-том объективного оценивания структуры и уровня подготовленности учащихся в ограниченный промежуток времени с помощью системы заданий специфиче-ской формы и определенного предметного содержания [1].
В рамках проводимого педагогического эксперимента, в целях сохране-ния основных условий учебного процесса, итоговая оценка качества знаний и умений нами осуществлялась в виде устного экзамена и в контрольных и в экс-периментальных группах по директивно установленной четырехбалльной сис-теме. Результаты использования модульно-рейтинговой технологии при обуче-нии физике диагностировались с помощью итоговых тестов по первому и вто-рому семестрам в контрольной и экспериментальных группах. Определенные задания разработанных итоговых тестов направлены на выявление сформиро-ванности интеллектуальных умений (анализ, синтез, систематизация, обобще-ние). При конструировании этих заданий мы опирались на научные труды пе-дагогов и психологов [1, 2, 11, 52, 54, 147]. На основании суммы баллов, полу-ченных на итоговом тестировании и баллов, заработанных в семестре и на до-пуске к экзамену, определялся рейтинг итоговой оценки студентов, который, как результат учебной деятельности по освоению содержания дисциплины, обязательно вывешивается на видном месте.
В дальнейшем логика реализации модульно-рейтинговой технологии обучения физике требует отказа от традиционной формы контроля знаний и умений и переходу к тестовому виду итоговой диагностики учебных достиже-ний обучающихся и использованию информационных технологий для его про-ведения и обработки результатов [118].
Одним из существенных компонентов организации учебного процесса с использованием модульно-рейтинговой технологии является проектирование и реализация взаимодействия преподавателя со студентами. Выше нами доста-точно подробно были рассмотрены вопросы проектирования содержания учеб-ных элементов модуля и методики организации учебного процесса по его ос-воению. При этом показано, что количество видов учебных элементов, входя-щих в состав модуля, ограничено: по изучению нового материала, по выполне-нию лабораторной работы, по выполнению практической работы, по выполне-нию контрольных заданий. В организации занятий с каждым видом учебного элемента можно выделить типичные последовательности этапов и действий, которые направляют процесс и поведение и представляющие собой сценарии. Отметим, что исследователь механизмов научения и памяти Д. Норман подчер-кивает именно стереотипный характер сценариев, как общей инструкции о по-рядке действий и взаимоотношениях между участниками событий [132, с. 74]. Это позволило нам использовать фреймовый подход к проектированию взаимо-действия субъектов учебного процесса при модульно-рейтинговой технологии обучения и создать фреймы-сценарии организации занятий по изучению нового материала, по выполнению лабораторных работ, по выполнению практических работ и по выполнению контрольных работ (тестов). Приведем пример фрейма-сценария по изучению нового материала в рамках реализации модульно-рейтинговой технологии (рис. 34).
Данная модель описывает наиболее общие, стереотипные этапы, формы и виды деятельности участников учебного процесса. При выполнении лаборатор-ных и практических работ сворачиваются действия субъектов учебного процес-са на первом и третьем этапах, описываемых приведенной моделью. При вы-полнении контрольной работы исключается второй этап фрейма-сценария, а первый этап также сжимается.
Безусловно, сценарные модели не описывают всего многообразия реаль-ных ситуаций и тех видов, форм и методов обучения, которые, как мы показали выше, необходимо использовать в учебном процессе при модульно-рейтинговом обучении, но это и не является их функцией. Основная идея фрейма-сценария состоит в примерном руководстве деятельностью преподава-теля и студентов.
Обобщая рассмотренные в первом и втором параграфах второй главы во-просы, скажем, что модульно-рейтинговая технология, как и любая другая, может быть создана и применена в большей или меньшей мере творчески, на индивидуальном уровне профессионализма. Вместе с тем, как утверждает Г.К. Селевко, технология работы только опосредуется свойствами личности, но не определяется ими, поэтому результаты использования конкретной техноло-гии в учебном процессе различными преподавателями должны быть близки к некоторому среднестатистическому значению [161].
Результаты педагогического эксперимента и их обсуждение
Основной целью проведения педагогического эксперимента явилась практическая проверка исходной гипотезы о повышении эффективности про-цесса обучения физике студентов средних профессиональных учебных заведе-ний при использовании модульно-рейтинговой технологии.
Исследование проводилось с 2001 г. по 2004 г. в Екатеринбургском энер-гетическом техникуме со студентами специальности «Тепловые электрические станции», «Электрические станции, сети и системы», «Менеджмент», с 2004 г. по 2007 г. в Екатеринбургском химико-механическом техникуме со студентами специальностей «Производство изделий и покрытий из полимерных материа-лов», «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», с 2008 г. по 2009 г. в Екатеринбургском торгово-экономическом техникуме со студентами специальностей «Гостиничный сервис», «Технология продукции общественного питания».
Общая продолжительность эксперимента составила 8 лет. На констатирующем этапе (2001 – 2002 гг.) была сформулирована про-блема исследования, состоящая в поиске теоретических, методических и техно-логических подходов, реализация которых позволит повысить эффективность обучения физике студентов средних профессиональных учебных учреждений. С целью решения этой проблемы осуществлялся анализ философской, психоло-го-педагогической и научно-методической литературы и опыта преподавания физики в профессиональных учебных учреждениях, изучались возможности внедрения модульной технологии в традиционный учебный процесс в среднем профессиональном учебном учреждении, накапливался материал педагогиче-ских наблюдений.
На этапе констатирующего эксперимента были уточнены определения модуля и учебного элемента и основания их выделения в содержании обучения. На этом этапе также была выявлена необходимость системного подхода к про-ектированию модульной технологии обучения, что обусловило интеграцию в нее рейтинговой системы управления учебным процессом. На основании про-веденного анализа были сформулированы принципы проектируемой модульной технологии обучения, организационные и дидактические требования к ее вне-дрению.
В соответствии с указанными требованиями и принципами, на поиско-вом этапе (2002 – 2003 гг.) была разработана структура модульной программы обучения физике и выработан алгоритм процесса проектирования модулей. Бы-ли созданы инструктивные листы, выполняющие ориентирующую функцию (на первоначальном этапе внедрения модульной технологии обучения), на основе которых в дальнейшем проектируются полноценные учебные элементы моду-лей. Были разработаны учебные элементы по выполнению отдельных лабора-торных работ.
В процессе формирования содержания модулей была выявлена необхо-димость применения методов инженерии знаний для структурирования, уплот-нения, визуализации и кодирования учебной информации в целях оптимизации объема и формы ее представления в учебных элементах. Изучались модели представления учебной информации (семантическая, логическая, продукцион-ная, фреймовая). На основании проведенного анализа была выявлена более вы-сокая степень общности фреймового способа структурирования учебной ин-формации и разработаны модели фреймов для применения в технологии мо-дельно-рейтингового обучения физике.
На данном этапе экспериментальной работы проводилась апробация от-дельных компонентов модульной системы обучения, на основании которой осуществлялось совершенствование содержательной, методической и органи-зационной сторон учебного процесса. Была обоснована целесообразность ис-пользования в модульно-рейтинговой технологии методов развивающего обу-чения. Разработана документация для осуществления контроля учебных дости-жений обучающихся при модульно-рейтинговой технологии.
На формирующем этапе педагогического эксперимента (2003 – 2009 гг.) осуществлялось использование всех компонентов технологии модульно-рейтингового обучения физике в единой системе. Были выделены показатели и обоснованы критерии, отражающие различные аспекты эффективности приме-нения новации, а также разработана процедура измерения этих показателей и проведена интерпретация их значений. В формирующем эксперименте участво-вало 236 человек в первом семестре и 210 человек во втором семестре.
Для оценки результатов педагогического воздействия использовались ме-тоды качественного и количественного анализа. Качественными критериями оценки эффективности применяемой технологии обучения служили: мотивация к изучению физики, обученность, развитие основных интеллектуальных умений.
Для количественного определения критериев были использованы итоги наблюдений и анкетирования студентов, итоги выполнения тестов по физике после 1-го и 2-го семестров обучения, итоги выполнения теста Амтхауэра. В качестве контрольных были приняты результаты студентов, при обучении ко-торых модульно-рейтинговая технология обучения не применялась. Для сопоставления результатов тестирования экспериментальных и кон-трольных групп, то есть, двух статистически независимых выборок, использо-вались следующие критерии эффективности: достоверное превышение средних уровней сформированности мотива-ции студентов экспериментальных групп по сравнению со студентами кон-трольных групп, устанавливаемое с помощью t - критерия Стьюдента; достоверный сдвиг распределения студентов экспериментальных групп в сравнении с контрольными группами по уровням сформированности мотивации в сторону более высокого уровня, подтверждаемый 2 – критерием Пирсона; достоверное превышение средних показателей уровней обученности студентов экспериментальных групп по сравнению со студентами контрольных групп, устанавливаемое с помощью t - критерия Стьюдента; достоверный сдвиг распределения студентов экспериментальных групп в сравнении с контрольными группами по уровням обученности в сторону бо-лее высокого уровня, подтверждаемый 2 – критерием Пирсона; результаты тестирования, выявляющие развитие основных интеллекту-альных умений.
Похожие диссертации на Модульно-рейтинговая технология как средство повышения эффективности обучения физике в учреждениях среднего профессионального образования
