Структура и содержание диагностической деятельности учителя физики при использовании информационных технологий

Актуальность проблемы и темы исследования.

Как указывается в Концепции модернизации российского образования на период до 2010 г., главная задача образовательной политики в нашей стране заключается «. в обеспечении современного качества образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства». Решение такой задачи требует совершенствования всех аспектов образовательной деятельности — содержательного, методического, управленческого. Относительно последнего аспекта следует отметить, что в настоящее время имеется немало работ, посвященных теоретическим и практико-ориентировачным исследованиям по проблемам управления образовательными учреждениями, дидактическими, педагогическими системами и системой образования в целом (В.И. Зверева, Ю. А. Конаржевский, М. М. Поташник, В. П. Симонов, П. И. Третьяков, А. Б. Фомина, Т. И. Шамова и др.). Тем не менее, проблема управления учебной деятельностью учащегося требует дальнейших исследований и, прежде всего, с позиции учителя, так как именно он оказывает педагогическое воздействие на учащихся, отслеживает ход образовательного процесса и несет ответственность за его результаты.

Процедурами, предшествующими непосредственному воздействию на управляемую педагогическую систему являются: сбор первичной информации о ходе процесса обучения (мониторинг), ее обработка, оценка педагогической ситуации, принятие диагностического заключения и, наконец, выработка адекватных корректирующим мер. Таким образом, диагностическая деятельность оказывается необходимой составной частью и условием организации управления на любом уровне, включая уровень учителя. Кроме того, осуществление диагностики в ходе процесса обучения становится неотъемлемым элементом деятельности современного учителя при решении вопросов профильного обучения в старших классах общеобразовательной школы, в частности, при создании информационной базы, обеспечивающей выбор учащимися профилей обучения.

Практическое осуществление этапов диагностической деятельности учителя сопряжено с необходимостью сбора и обработки значительных по объему информационных массивов. Решение этой задачи невозможно без применения статистических методов. Методы математической статистики нашли широкое применение в психологии, медицинских и биологических исследованиях. Этому посвящены работы Дж. Гласса, Е. В. Гублера, В. П. Захарова, Э. В. Ивантера, А. В. Колосова, Н. А. Плохинского, Е.В. СидоI ренко, Дж. Стенли, Г. В. Суходольского и др. Анализ данных, полученных в ходе педагогических исследований, рассматривается в работах Б. С. Гершунского, А. А. Макарова, Е. Е. Мининой, Б. У. Родионова, А.О. Та-тура, Ю. Н. Тюрина. При этом практически не анализируется возможность, использования статистических методов в работе учителя общеобразовательной школы. Кроме того, рассматривая возможность применения информационных технологий для обработки данных, полученных в ходе педагогических исследований, авторы предлагают либо только теоретическое обоснование методов без их практического воплощения, либо предлагаемые ими реализации методов неудобны и недоступны для применения учителем в школьной практике.

Специфика диагностической деятельности учителя физики обусловлена разнообразием задач, которые ставятся перед учащимися при обучении физике в школе — овладение глубокими теоретическими знаниями, формирование умений по решению качественных и количественных задач, формирование умений планировать и проводить физические эксперименты, а также обрабатывать их результаты. Это приводит к необходимости использования учителем различных форм и видов контроля (индивидуальная устная проверка, физические диктанты, контрольные, самостоятельные работы, сочинения и рефераты на физические темы, зачеты, экзамены). Также требует отслеживания сформированность экспериментальных умений учащегося. Таким образом, учитель физики вынужден иметь дело с весьма значительными по объему массивами разноплановых данных о текущих результатах обучения учащихся, которые требуют обработки и анализа, что невозможно без использования статистических методов и современных информационных технологий.

Обобщение результатов анализа методологической, научно-методической, психолого-педагогической литературы и педагогической практики общеобразовательных учреждений позволило выявить следующие противоречия:

• между значимостью научно организованной диагностической деятельности учителя как условия адекватного управления учебным процессом и недостаточной теоретической разработкой ее методологии, структуры и содержания;

• между большим разнообразием методов статистики и диагностики, используемых в психологических, биологических и медицинских исследованиях, и отсутствием критериев, в соответствии с которыми могут быть отобраны те методы, которые целесообразно адаптировать для применения в педагогической практике;

• между потенциальными возможностями реализации методов диагностики средствами компьютерных информационных технологий и отсутствием в практике общеобразовательной школы подобных программных продуктов.

Перечисленные противоречия указывают на актуальность диссертационного исследования и определяют проблему: каким образом должна осуществляться диагностическая деятельность учителя физики общеобразовательной школы, обеспечивающая повышение качества обучения.

Объект исследования: процесс обучения физике в средней общеобразовательной школе.

Предмет исследования: диагностическая деятельность учителя в процессе обучения физике.

Цель исследования: теоретически обосновать структуру и содержание диагностической деятельности учителя физики общеобразовательной школы и разработать методику ее осуществления на основе использования информационных технологий.

Гипотеза исследования: диагностическая деятельность учителя физики общеобразовательной школы приведет к повышению качества обучения, если:

• выделить комплекс диагностических параметров, характеризующих процесс и результат обучения, а также определить способы их измерения;

• осуществить в соответствии «с принципом минимальной достаточности отбор технологий мониторинга текущих результатов обучения учащихся, а также создать алгоритмы обработки первичной информации, ее анализа и принятия диагностического заключения;

• посредством современных информационных технологий реализовать диагностические методы в формах, удобных для практического применения учителем, а также разработать методику их применения в практике учителя физики.

Задачи исследования:

1. На основе анализа методологической, научно-методической и психолого-педагогической литературы определить структуру и содержание диагностической деятельности учителя, исследовать ее состояние в практике современной общеобразовательной школы.

2. Выявить структуру комплекса диагностических параметров, характеризующих как процесс обучения, так и его результат, обосновать их выбор, установить особенности диагностической деятельности учителя физики.

3. Разработать теоретически обоснованные технологии сбора первичной информации о ходе процесса обучения физике, а также диагностические методы, базирующиеся на статистической обработке данных о текущих результатах обучения учащихся.

4. Реализовать диагностические методы средствами компьютерных информационных технологий в соответствии с требованиями удобства и доступности для пользователя, а также разработать на их основе методику осуществления диагностической деятельности учителя физики.

5. Осуществить опытно-поисковую работу по выявлению педагогических и организационных условий применения разработанной методики в практике школьного учителя физики.

Теоретико-методологическую основу исследования составили:

• системный подход в педагогических исследованиях (В.П. Беспалько, В.И. Загвязинский);

• общенаучные аспекты управления педагогическими системами (А.Н. Майоров, М.М. Поташник);

• теория и методы педагогической диагностики (Л.И. Долинер, Е.С. Заир-Бек, К. Ингекамп);

• оценочная деятельность учителя в процессе обучения физике (И.И. Баженова, Ю. И. Дик, П. В. Зуев, О. В. Оноприенко, В.Г. Разумовский);

• положения об организации педагогического и управленческого мониторинга (А.С. Белкин, Д. Ш. Матрос, А.А. Орлов);

• теоретические основы педагогического прогнозирования (Б.С. Гершунский, Б. У. Родионов, А.О. Татур);

• теория и методы математической статистики в педагогических и психологических исследованиях (Дж. Гласс, Е. В Сидоренко, Б.Е. Стариченко);

• методы анализа данных с применением компьютерных информационных технологий (А.А. Макаров, Н. В. Макарова, Ю.Н. Тюрин).

Методы исследования: теоретические: анализ психолого-педагогической, нормативной и специальной литературы по проблеме исследованиятеоретическое моделированиеметоды математической статистикиэмпирические: мониторинг результатов обучениянаблюдениепрогнозированиеанкетирование учащихся, их родителей и учителейсравнение и анализ данных, полученных в результате опытно-поисковой работыметоды статистической обработки экспериментальных результатов.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

В отличие от диссертационных исследований И. И. Баженовой, С.А. I.

Карасева, В. В. Швагер, в которых рассматривается самодиагностика учащихся, диагностическая функция проверки и оценки знаний учащихся, диагностическая деятельность учителя начальной школы в личностно-развивающем образовании, в результатах настоящего исследования теоретически обоснована структура и содержание диагностической деятельности учителя физики общеобразовательной школы и разработана методика ее осуществления на основе использования информационных технологий.

Теоретическая значимость исследования:

1. Определено понятие «диагностическая деятельность учителя», под которой понимается последовательность взаимосвязанных и взаимообусловленных действий по систематическому сбору первичной информации, характеризующей процесс обучения, по ее обработке, оценке учебной ситуации, принятию диагностического заключения, а также по выбору корректирующих воздействий для оптимального достижения учащимся поставленных целей обучения.

2. Выявлена структура диагностической деятельности учителя физики, которая включает мониторинг результатов обучения учащихся, обработку первичной информации, ее анализ, принятие диагностического заключения, выбор оптимальных корректирующих мер.

3. Предложены критерии отбора методов диагностической деятельности учителя, (комплексность, минимальная достаточность, универсальность, технологичность, доступность, удобство в применении, конкретность).

4. Выделен комплекс диагностических параметров, характеризующих процесс обучения (интегральная доля выполнения текущих заданий, стабильность учебной деятельности, средние показатели усвоения элементов знаний, средняя интегральная доля выполнения текущих заданий, прогнозируемый итог обучения) и его результат (итоговый индивидуальный показатель обученности, соответствие результата целям обучения).

5. Выявлены условия результативного применения разработанных диагностических методов в работе учителя физики: использование всей совокупности взаимосвязанных методовкомплексное отражение результатов обучениярегулярное информирование учащихся и их родителей о текущих результатах обучения.

Практическая значимость исследования:

1) разработаны и программно реализованы средствами информационных технологий методы сбора первичной информации о ходе процесса обучения физике — модифицированный метод поэлементного анализа, метод накапливаемой текущей отметки, а также методы статистической обработки данных о результатах обучения;

2) реализованы интерактивные компьютерные экранные формы, позволяющие учителю в диалоговом режиме вводить данные о текущих результатах обучения учащихся, а также производящие автоматическую обработку данных и их наглядное представление в виде, удобном для дальнейшего анализа;

3) разработана методика осуществления диагностической деятельности учителя физики, доказана целесообразность ее использования в учебном процессе общеобразовательных школ.

Апробация результатов исследования осуществлялась в процессе опытно-поисковой работы в лицее № 130, школах № 96 и № 204 г. Екатеринбурга, школе № 56 г. Новоуральска, школах № 15 и 27 г. Сургута, в Уральском государственном педагогическом университете.

Материалы исследования обсуждались на научно-практической конференции «Управление качеством образования: сущность, направления, технологии» (Екатеринбург, 2000) — на Всероссийской научно-практической конференции «Информатизация образования — 2000» (Хабаровск, 2000) — на Всероссийской научно-практической конференции «Информатизация образования — 2001» (Екатеринбург, 2001) — на II межрегиональной научно-практической конференции «Управление качеством образования: критерии и показатели» (Екатеринбург, 2001) — на Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности подготовки учителей физики, информатики, технологии в условиях новой образовательной парадигмы» (Екатеринбург, 2001) — на VIII городских Педагогических чтениях «Модернизация образования: проблемы, направления, опыт Екатеринбурга» (Екатеринбург, 2002) — на Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в условиях модернизации российского образования» (Екатеринбург, 2003) — на I областной научно-практической конференции «Информационные технологии в системе образования Свердловской области» (Екатеринбург, 2003) — на международной научно-практической конференции «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях» (Екатеринбург, 2004).

На защиту выносятся следующие положения:

1. Необходимой составной частью профессиональной деятельности современного учителя физики и условием научной организации управления процессом обучения в общеобразовательной школе должна являться диагностическая деятельность, в рамках которой осуществляется систематический сбор первичной информации о процессе обучения, ее обработка, интерпретация, выбор метода коррекции хода обучения.

2. В современных условиях диагностическая деятельность учителя физики должна осуществляться посредством комплекса диагностических методов, базирующихся на статистической обработке данных о текущих результатах обучения учащихся и реализованных на основе современных информационных технологий.

3. Диагностическое заключение учителя физики требует комплексного отображения процесса обучения посредством диагностических параметров, характеризующих процесс обучения (интегральная доля выполнения текущих заданий, стабильность учебной деятельности, средние показатели усвоения элементов знаний, средняя интегральная доля выполнения текущих заданий, прогнозируемый результат обучения) и его результат (итоговый индивидуальный показатель обученности, соответствие результата целям обучения).

4. Применение учителем физики разработанных на основе современных информационных технологий диагностических методов обеспечивает повышение качества обучения, что выражается в положительной динамике выделенных в нашем исследовании показателей, комплексно характеризующих процесс и результат обучения, как отдельных учащихся, так и класса в целом.

Выводы по Главе 3:

1. Разработанная система методов сбора первичной информации о текущих результатах обучения учащихся и их обработки обеспечивает педагога достаточной информацией для принятия диагностических заключений и адекватного управления ходом процесса обучения.

2. Педагогические основания предложенных методов оказываются достаточно убедительными и приемлемыми как для учащихся, так и для их родителей, и учителей-практиков.

3. Можно считать доказанным, что последовательное применение предложенных методов обеспечивает повышение показателей качества процесса обучения, что выражается в положительной динамике выделенных в настоящем исследовании показателей, комплексно характеризующих процесс и результат обучения, как отдельных учащихся, так и класса з целом.