Введение к работе
Современный мир характеризуется наличием большого количества информации, в том числе и математической, и темпы роста этой информации продолжают увеличиваться. Приведённый фактор лежит в основе главного противоречия в сфере образования: между ростом объемов учебной информации, с одной стороны, и ограниченностью, или даже уменьшением времени на ее усвоение, с другой. Разрешение этого противоречия в рамках «знаниевого» подхода к образованию становится все более проблематичным. В этих условиях актуальность приобретает новая образовательная парадигма, обусловленная мировой тенденцией глобализации и основанная на компетентностном подходе. Главная идея этого подхода состоит в усилении практической, предметно-профессиональной направленности образования. Основные положения компе-тентностного подхода к образованию в РФ нашли отражение в таких документах как «Стратегия модернизации содержания общего образования», Федеральный закон «Об образовании», «Концепция модернизации отечественного образования на период до 2010 года». Новая парадигма образования потребовала разработки новых гибких педагогических технологий, позволяющих с максимальной оперативностью адаптироваться к текущим изменениям, повысить эффективность обучения, прогнозировать результаты учебно-познавательной деятельности.
Поиск новых форм организации процесса обучения, обеспечивающих высокую надёжность обучения, эффективность усвоения элементов учебно-познавательной деятельности, развитие творческих способностей учащихся, привел к созданию множества педагогических технологий: контекстное обучение (А.А. Вербицкий), адаптивное обучение (В.Т. Бурунова, Р. Глейзер, Е.В. Смирнова), модульно-рейтинговые технологии обучения (И.В. Галковская, Р.Я. Касимов, Н.Ю. Коробова, А.В. Русина, М.А. Чошанов и др.), дистанционное обучение (А.А. Андреев, Ю.Р. Кофтан, Е.С. Полат, В.И. Солдаткин) и др.
На сегодняшний день существует довольно много серьезных разработок в области педагогических технологий обучения математике в вузах, ориентированных на будущую профессиональную деятельность студентов. В основном они касаются обучения математике студентов экономического и технического профилей (Н.Н. Бабикова, Е.Ю. Белянина, Е.И. Ермолаева, Н.Ю. Коробова, Е.А. Костина, И.И. Кулешова, М.В. Носков, Е.В. Смирнова, В.А. Шершнева и др.). Вопросы, связанные с обучением математике студентов биологического профиля, остаются менее разработанными, хотя работы в этом направлении активно ведутся (Е.В. Александрова, Т.А. Долматова, Т.Н. Щеднова и др.).
Одним из перспективных направлений развития образовательных технологий в России некоторые исследователи (B.C. Аванесов, В.В. Гузеев, А.П. Иванов и др.) считают создание технологий, связанных с применением элементов теории педагогических измерений в системе образования, то есть технологий, одним из важных элементов которых является тестирование. Поступление в большинство вузов сегодня осуществляется на основе результатов
Единого государственного экзамена, основная часть которого представлена тестовыми заданиями. Тестирование студентов играет всё возрастающую роль при оценке качества обучения в период промежуточных и итоговых аттестаций. Оно является одним из важнейших инструментов оценки качества знаний студентов в процессе аккредитации высшего учебного заведения.
В России на протяжении многих десятилетий активно разрабатываются методологические и теоретические основы педагогического тестирования. В связи с этим заслуживают внимания работы B.C. Аванесова, Т.М. Балыхиной, В.П. Беспалько, В.И. Васильева, А.Г. Войтова, Д.С. Горбатова, И.Н. Гулидова, Н.А. Гулюкиной, В.И. Звонникова, А.П. Иванова, СВ. Клишиной, С.К. Кожухова, А.Н. Майорова, Е.А. Михайлычева, М.Б. Челышковой, П.В. Чулкова и др.
Различные психолого-педагогические аспекты этой сложной и многогранной проблемы рассматривали Г. Айзенк, А. Анастази, К. Ингенкамп, Дж. Равен, С. Урбина и др., а статистические основы обработки результатов тестирования разрабатывали Дж. Гласе, Ю. М. Нейман, Г. Раш, Дж. Стэнли, В.А. Хлебников и др.
Изучению возможностей использования тестирования при обучении высшей математике в вузах были посвящены труды А.П. Гудымы, Н.А. Гулюкиной, СВ. Клишиной, Миеэжава Итгэла, Е.В.Солонина, М.Б. Шашкиной и др.
Несмотря на обилие работ по педагогическому тестированию, на настоящий момент остаются не до конца решёнными вопросы влияния тестирования на цроцесс усвоения знаний и формирование умений. Большинство работ, как российских, так и зарубежных авторов, рассматривают тест только как средство измерения, выделяя его контролирующую и диагностическую функции (B.C. Аванесов, К. Ингенкамп, Д.В. Люсин, А.Н. Майоров, В.Ю. Переверзев). Обучающей функции тестирования обычно не уделяется достаточно внимания, чаще всего она фигурирует в качестве сопутствующей при организации диагностики и контроля (Д.С. Горбатов, С.К. Кожухов, Н.М. Халимова).
Но в последнее время наблюдается устойчивый интерес к использованию теста в качестве средства формирования знаний и умений. В современной литературе по методике преподавания математики различным аспектам обучающих возможностей теста посвящены исследования А.П. Иванова, Т.Ю. Новичковой, Н.А. Сеногноевой, Е.В. Солонина, М.Б. Шашкиной и др.
В методике обучения математике задачи и упражнения традиционно рассматриваются как средства обучения и контроля. На сегодняшний день существует хорошо разработанная теория учебных задач, которая изучает особенности внедрения учебных задач в процесс обучения (Г.А. Балл, В.А. Далингер, Ю.М. Колягин, Дж. Пойя, Л.М. Фридман и др.). Но вместе с тем, пока остаётся недостаточно полно исследована эффективность использования различных знаковых моделей учебных математических задач. Непрофильная для будущих учителей биологии дисциплина - математика, и, как следствие, небольшой объем часов на изучение математики требуют уплотнения учебного времени. Один
из способов сжатия задачной системы состоит в выборе для неё оптимальной знаковой модели, в качестве которой мы рассматриваем тестовую форму заданий.
В условиях дефицита времени, отводимого на изучение математики как неосновной дисциплины, тестирование, выступающее в роли метода обучения, приобретает большое значение, что обусловлено следующими его характеристиками: экономичностью (по времени), технологичностью, гибкостью и возможностью индивидуализации процесса обучения.
Проведённый анализ исследований в области использования тестов как средства обучения позволяет сделать вывод о том, что особенности применения технологии тестирования для организации учебно-познавательной деятельности будущих учителей биологии в процессе обучения математике до сих пор не изучены. Между тем, для биологов важно иметь твёрдые базовые знания по математике, обеспечивающие эффективное использование современных методов моделирования биологических процессов и явлений. Но последние годы на эту специальность поступают студенты с неглубокими школьными знаниями по математике. И перед преподавателем встаёт проблема: за относительно короткое время, которое отведено на обучение математике, обеспечить качественную математическую подготовку таких студентов. Отсюда следует актуальность разработки технологии, позволяющей повысить эффективность усвоения нового материала, обеспечить оперативную обратную связь, индивидуализировать процесс обучения, усилить мотивацию учения студентов за счет соответствующей организации учебного процесса.
Проблема исследования состоит в разрешении противоречия между необходимостью достижения будущими учителями биологии уровня математической подготовки, обеспечивающего их математическую компетентность, и недостаточной разработанностью соответствующего дидактического обеспечения.
Цель исследования: разработка и реализация в процессе обучения математике технологии непрерывного тестирования, направленной на развитие математической компетентности студентов-биологов педагогического вуза.
Объект исследования: процесс обучения математике студентов-биологов в педагогическом вузе.
Предмет исследования: технология непрерывного тестирования в процессе обучения математике студентов-биологов педагогического вуза.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой использование технологии непрерывного тестирования как технологии обучения математике будет способствовать повышению качества математической подготовки студентов-биологов педагогического вуза, если:
- реализация технологии непрерывного тестирования будет осуществляться на базе модульного построения учебного курса, в условиях обоснованной инкорпорации тестов в структуру модуля;
психологической базой технологии непрерывного тестирования наряду с бихевиористской концепцией усвоения выступает теория поэтапного формирования умственных действий;
технология непрерывного тестирования строится на основе компетентно-стного подхода, реализующегося через принцип профессиональной направленности, главным образом, его содержательную компоненту, проявляющуюся в наполнении тестовых заданий по математике содержанием биологического характера;
применение технологии непрерывного тестирования включает комплексное использование входного, лекционного, прелиминарного, формирующего и рубежного тестов при обучении математике, дифференцированных по содержанию, функциям и основным характеристикам.
Для достижения поставленной цели и проверки гипотезы исследования необходимо решить следующие задачи:
Определить роль и место тестирования в технологиях модульного обучения математике и решить вопрос выбора оптимальной шкалы для обработки полученной в процессе тестирования информации.
Определить психолого-педагогические основы процесса формирования знаний и умений по математике посредством тестирования и психолого-педагогические предпосылки успешности изучения математики студентами биологического профиля.
Исходя из основных требований к тестам по математике, установить особенности тестов, применяемых на лекции, на практическом занятии, при самостоятельной внеаудиторной работе, во время входных и рубежных работ, ориентированных на студентов биологического профиля.
Разработать технологию обучения математике студентов-биологов педагогического вуза, отличительной особенностью которой является непрерывное тестирование.
Выявить эффективность применения разработанной технологии непрерывного тестирования в ходе педагогического эксперимента.
Для решения поставленных задач в процессе работы над диссертацией применялись следующие методы исследования:
Теоретические: анализ психолого-педагогической, математической, методической и тестологической литературы для определения научных основ исследования; изучение нормативных документов образования, учебных планов, программ, а также специальной литературы по математике, физике, химии, биологии.
Эмпирические: проведение педагогического эксперимента, состоящего из констатирующего, поискового и формирующего этапов.
Статистические: анализ результатов при помощи статистических методов обработки экспериментальной информации.
Методологическими основами исследования послужили:
технологический подход к проектированию учебного процесса (ВЦ Беспалько, ВВ. Гузеев, МБ. Кларин, ВМ. Монахов, МА Чошанов и др.);
компетентностный подход в образовании (В.И. Байденко. Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, А.В. Хуторской, Л.В. Шкерина и др.);
методология педагогического тестирования (B.C. Аванесов, А. Анастази, Е.А. Михайлычев, Г. Раш, М.Б. Челышкова и др.);
теория и методика обучения математике (Б.В. Гнеденко, Я.И. Груденов, А.А. Столяр, В.А. Тестов, Л.М. Фридман и др.).
Теоретическими основами исследования послужили:
исследования в области технологий обучения (А.Ж. Жафяров, Е.С. Селевко и др.), в том числе разработки в области модульно-рейтингового обучения (ВВ. Гузеев, МА. Чошанов, ПА. Юцявичене и др.);
психологические концепции усвоения знаний (П.Я. Гальперин, Э. Торндайк и др.);
теория учебных и профессионально ориентированных задач (Г.А. Балл, В.А. Далингер, Ю.М. Колягин, И.Я. Лернер, Д. Пойя, И.М. Шапиро и др.);
методики разработки и применения тестов (B.C. Аванесов, А.П. Иванов, А.Н. Майоров, Н.А. Сеногноева, М.Б. Шашкина и др.).
Научная новизна проведенного исследования заключается в том, что в данном исследовании разработана технология непрерывного тестирования при обучении математике студентов-биологов, в которой тестирование применяется не дискретно в точках текущего и итогового контроля, а на каждом аудиторном занятии в течение всего процесса обучения, в результате чего обучающая и контролирующая составляющие учебного процесса интегрируются на основе тестовых технологий, что дает возможность говорить о непрерывном тестировании.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
предложенная концепция формирующего теста по математике для студентов биологического профиля, в рамках которой тест рассматривается как средство обучения, позволяет расширить применение тестовых технологий в процессе обучения математике, что отвечает новым тенденциям образования;
разработанные этапы реализации механизма обучения математике студентов-биологов педагогического вуза с использованием непрерывного тестирования, на которых происходит многократное установление взаимосвязи между объективным содержанием материала и знаковой формой, показывают, каким образом происходит формирование нового математического знания при помощи тестов.
Практическая значимость исследования:
- разработанные в рамках технологии непрерывного тестирования педаго
гические тесты по математике, дифференцированные по содержанию, функци
ям и основным характеристикам, могут быть использованы преподавателями
математики при подготовке и проведении аудиторных занятий, а также любы
ми разработчиками тестов по математике;
- разработанная технология непрерывного тестирования может быть использована для дальнейшего совершенствования математической подготовки студентов естественнонаучных специальностей в условиях реализации технологического подхода.
Достоверность результатов обеспечена опорой на современные достижения психолого-педагогической науки; результатами проведенного педагогического эксперимента; применением статистических методов обработки данных, полученных в результате педагогического эксперимента.
Положения, выносимые на защиту:
Обучение математике студентов-биологов педагогического вуза будет более эффективным, если использовать в качестве средств обучения педагогические тесты, актуализируя их обучающую функцию в рамках технологии непрерывного тестирования, основанной на модульном принципе построения учебного курса, рейтинговой системе оценки знаний студентов и профессиональной направленности курса математики.
Применение технологии непрерывного тестирования, включающей в себя комплексное использование входного, лекционных, прелиминарных, формирующих и рубежных тестов при обучении математике, дифференцированных по таким характеристикам как валидность, надежность, трудность и сложность заданий, повышает качество фундаментальной математической подготовки, являющейся основой математической компетентности будущего специалиста-биолога.
Этапы исследования. Исследование проводилось с 2003 по 2009 год и включало в себя три этапа:
2003-2005 гг. - выявление теоретических предпосылок исследования путем анализа психолого-педагогической и методической литературы; уточнение понятийного аппарата; конструирование банка тестовых заданий; организация констатирующего педагогического эксперимента;
2006-2007 гг. - организация поискового педагогического эксперимента, в процессе которого корректировалась разрабатываемая технология непрерывного тестирования, выбирались и апробировались оптимальные пути её реализации; формулировалась гипотеза исследования и создавался комплекс тестов;
2008-2009 гг. - организация формирующего эксперимента: реализация технологии непрерывного тестирования в процессе обучения математике студентов-биологов педагогического вуза и обработка результатов опытно-экспериментальной работы.
Апробация результатов исследования.
Промежуточные результаты исследования обсуждались на заседаниях кафедры высшей математики Северного международного университета (г. Магадан), на научно-практических конференциях аспирантов, соискателей и молодых преподавателей, ежегодно проводимых в Северном международном университете (1999-2006 гг.), а также на международной научно-методической конференции «Новые технологии в преподавании физики и математики: школа
и вуз» (г. Благовещенск, 2002 г.). Основные результаты исследования докладывались на II научных чтениях в Северо-Восточном государственном университете (г. Магадан, 2009 г.). Технология непрерывного тестирования применялась при обучении математике студентов специальности «Биология» Северного международного университета (г. Магадан), ее элементы использовались при обучении студентов факультета педагогики и методики начального образования.
Структура диссертации: работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.
