Измерение и оценка педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой

В современном мире процесс информатизации общества оказывает существенное влияние на развитие сферы образования. Системы и средства информатизации значительно повышают качество образования, если они используются с учетом их дидактических возможностей. Следовательно, профессиональное качество педагогов напрямую зависит от того, какие информационные компьютеризированные средства и системы обучения они могут в праве встраивать в педагогические технологии, а какие окажутся бесполезными, не эффективными. Отсюда, качество подготовки специалистов и качество профессионального образования с необходимостью возрастает, если используемые средства будут гарантировать прогнозируемое развитие личности.

Метод проб и ошибок, являющийся мощным средством для совершенствования персонифицированных педагогических технологий, исчерпал свои ресурсы под «агрессивным» натиском «высоких» технологий, как инструмент эмпирического исследования. Пришло время разработки новой инструментальной платформы, позволявшей бы в новых условиях обеспечивать специалистам в профессиональной деятельности принципы целостности, воспроизводимости, нелинейности педагогических структур, адаптации процесса обучения к личности обучающегося при создании и использовании систем обучения с компьютерной поддержкой.

Актуальность исследования.

Для решения собственных задач образовательного процесса имеет место направление, состоящее в дальнейшем совершенствовании использования всех возможностей компьютерных технологий и компьютерных коммуникаций для целей обучения и развития, а также для обеспечения эффективности и качества осуществления образовательных услуг.

Использование компьютерных технологий в профессиональной деятельности работников образования осуществляется по двум направлениям. Первое базируется на идеях программированного обучения и предполагает применение систем обучения с компьютерной поддержкой в процессе преподавания учебных дисциплин. В рамках этого направления (подготовка специалистов) компьютеризация образовательного процесса расширяет его структуру: к традиционным занятиям (лекции или уроки, практические занятия), объем которых существенно не меняется добавляется самостоятельная работа обучающихся за компьютером.

Использование программного обеспечения в образовательном процессе происходит в основном по линии приложений основных принципов изучаемых дисциплин, позволяя ставить дидактические задачи (цели, содержание, модель обучаемого), представляющие большой практический интерес, и, следовательно, через повышение практической значимости изучаемом учеонои дисциплины для обучающихся, стимулировать интерес к ее более активному изучению.

В рамках второго направления (передача знаний, подготовка профессионалов, самостоятельная работа, самоконтроль обучающихся, обеспечение качества образовательных услуг) требуется качественно изменять структуру образовательного процесса, перенося его основную содержательную часть на работу обучающихся за компьютером с использованием всего технического арсенала компьютерных и коммуникационных технологий — активно внедрять и использовать элементы дистанционного обучения.

Этому способствуют процессы глобализации общественного развития, переход к новой экономике, формирование особенных межнациональных информационных структур ведущих к возрастанию значения индивида, личности, и, как следствие, к необходимости реальной индивидуальной актуализации прогнозирования развития обучающегося.

Диссертационное исследование посвящено одной из самых малоразрабоганных проблем в области общей педагогики — оценке педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой, проектируемых и используемых для образовательного процесса (ОП). В современной психолого-педагогической литературе рассматриваются частные задачи по данной проблеме, однако вопрос комплексного подхода к г оценке дидактического качества систем обучения с компьютерной поддержкой, основанный на моделировании развития личности и прогнозе последствий обучения, еще не получил окончательного теоретического и практического решения.

Системы обучения с компьютерной поддержкой (СОКП) представляются нами как компьютеризированные модели педагогических систем. Они могут быть представлены в виде компьютерной программы учебного назначения, программно — методического комплекса, компьютерного (электронного) учебника или компьютеризированным курсом и др.

Опыт проектирования и применения систем обучения с компьютерной поддержкой создал предпосылки для учета и моделирования разнообразных действующих факторов и возможностей педагогической системы. В современных сложных педагогических системах (компьютерных моделях) поставлена и успешно решается конкретная дидактическая задача (сформулированы диагностируемые конкретные цели обучения, выделено конкретное содержание, запрограммирован алгоритм учебно-познавательной деятельности обучающегося) и реализована учебная компьютерная технология (запрограммированы дидактические процессы и организационные формы), а компьютер выступает не только как техническое средство, но и выполняет конкретные выделенные ролевые функции педагога.

Поэтому вопросы доказательства полезности проектирования СОКП, выявления условий обеспечения их эффективного функционирования в реальных условиях образовательного процесса являются актуальными и практически важными.

При этом для обоснования полезности использования таких средств ооучения как моделей педагогической системы, предлагалось определять педагогическую целесообразность на основе фактографических измерений, носящих частный, субъективный характер, или экспериментально проверять потенциальную педагогическую эффективность применения данных систем в лабораторных условиях. При этом использовались качественные описания результатов, формальные статистические оценки основывались на предположениях и гипотезах выполнения математических законов, а не на инвариантные дидактические закономерности, причем без учета прогноза развития обучающегося.

Поэтому, разработка метрики дидактических параметров для целей объективного анализа и оценки педагогической целесообразности и педагогической эффективности является актуальной задачей как измерительной основы инструментария.

Анализ литературы свидетельствует, что недостаточная теоретическая разработанность оценки педагогической полезности СОКП, использование информации, которая недостаточно четко параметризовала фундаментальные дидактические качества таких систем, применение методов разработки учебной компьютерной технологии без обеспечености прогнозирования изменения в развитии личности, неспособность выявить предельные дидактические возможности систем обучения с компьютерной поддержкой без учета вариативности решения дидактической задачи, а главное — отсутствие объективных измеряемых дидактических параметров и методов (технологии) анализа педагогической полезности приводило к процедурам, оценивающим только частные потенциальные возможности применимости для обучения и не связности (не системности) этапов жизненных циклов таких систем.

В противном случае происходил отказ от использования СОКП в ОП.

Не использование современного средства обучения вело к возврату к прежним методам преподавания дисциплин, что сдерживало качественный рост опыта педагога, оставляя на прежних позициях и качество предоставления образовательных услуг.

Из литературы следует, что приводимые педагогамиисследователями доказательства педагогической полезности базировались на уникальных эмпирических данных, применении описательных оценок и качественных критериев. Нам не встретилось исследование, где бы использовалось целевое предназначение СОКП — прогнозирование развития личности, что и создает реальную основу технологизации обучения, сводящую к минимуму стихийность применения таких систем и реконструирования каждый раз неоптимальной учебной технологии. Отсюда и возникали большие проблемы у педагогов при использовании СОКП в структуре занятия (урока), вносился значительный субъективный фактор * при определении конкретных условий и параметров работы модели, субъективная оценка изменчивости результатов обучения. Кроме того, затруднялось управление учебно-познавательной деятельностью, контроль за результатами обучения, выявление тенденций развития личности обучающегося, наблюдался значительный разброс в оценке знаний и умений, и как следствие, — дидактическая неустойчивость образовательного процесса (прерывание образовательных траекторий и неоправдываемость прогноза развития личности обучающего при использовании компьютерной поддержки).

Если иметь информацию, что СОКП обладают свойством педагогической полезности (педагогически целесообразны и педагогически эффективности), то в процессе эксплуатации таких средств качество обучения повысится, а педагоги смогут решать задачи по обеспечению условий педагогической эффективности обусловленной педагогической целесообразностью.

Таким образом, нами выявлены следующие противоречия. С одной стороны, между декларируемой педагогической эффективностью и педагогической целесообразностью создания и применения систем обучения с компьютерной поддержкой. С другой — между потребностью прогнозировать результаты обучения с заданием процесса формирования требуемых качеств обучающегося и недостаточной разработкой измерительных и оценочных процедур по оценке результатов прогноза (достижения целей обучения), а также управления процессом обучения с учетом реальных дидактических возможностей такой системы как компьютеризированная модель педагогической системы. Необходимость разрешения этих взаимосвязанных противоречий определила проблему исследования, которая заключается в разработке технологии измерения и оценки педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой.

Объект исследования — системы обучения с компьютерной поддержкой, предмет — процесс измерения и оценки педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой.

Цель диссертационного исследования — разработать технологию по определению педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой.

Гипотеза исследования состоит в том, что эффективность проектирования и использования систем обучения с компьютерной поддержкой повысится, если: будут определены педагогические основы педагогической полезности, * целесообразности и педагогической эффективности систем обучения с компьютерной поддержкой и создан измерительный инструментарийбудут выявлены организационно — педагогические условия по обеспечению действенности технологии измерения и оценки педагогической полезности в образовательном процессебудет определена специфика деятельности педагога при проектировании и использовании педагогически полезных систем обучения с компьютерной поддержкой и разработано методическое сопровождение технологии.

С учетом объекта, предмета, цели исследования и выдвинутой гипотезы, были определены следующие задачи:

1. Провести анализ систем обучения с использованием компьютерной поддержки образовательного процесса.

2. Разработать технологию измерения и оценки педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой.

3. Выявить и экспериментально проверить организационно — педагогические условия по обеспечению педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой.

4. Разработать научно-методические рекомендации по оценке педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой.

Методологической базой исследования послужили общие положения о системном подходе к анализу явлений, теоретические положения системологии (Клир Дж. и др.), теория применения комплексного подхода к исследованиям в педагогике (Бабанский Ю.К. и др.), математические основы измерений в педагогике (Михеев В.П. и др.), применение статистических методов в педагогике (Гласс Дж., Стенли Дж. и др.) и методов моделирования в дидактике (Беспалько В.П., Талызина Н. Ф., Платонов К. П., Блауберг И. В., Кузьмина Н. В., Холина Л. И. и др.), педагогический эксперимент (Никандров В.И., Скалкова Я. и др.), перспективы создания и использования систем обучения с компьютерной поддержкой (Роберт И.В., Полат Е. С., Скибицкий Э. Г. и др.).

Для решения поставленных задач и проверки концептуальных положений использовались следующие методы исследования: • анализ научной литературы по философским, педагогическим, математическим, техническим и теории систем проблемам;

• изучение и обобщение практического опыта создания и применения систем обучения с компьютерной поддержкой в реальном образовательном процессе;

• моделирование систем и процессов, наблюдениеизмерениепедагогический эксперимент;

• количественный и качественный анализ полученных результатов.

Исследование осуществлялось в процессе теоретической, опытно-экспериментальной, программистской работ и педагогической практики в лаборатории дистанционного обучения в образовательной структуре региона Сибири Сибирского института образовательных технологий Российской академии образования, в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете на кафедре социологии, психологии и педагогики Института гуманитарного образования, Сибирском институте финансов и банковского дела на кафедре математики и информатики, в Финансово-банковском колледже, Лицее информационных технологий № 1 и муниципальных общеобразовательных учреждениях (школах) г. Новосибирска (№№ 6, 80, 101, 177, 179).

Условно можно выделить следующие этапы исследования: 1986 — 1990 г. г. — определение теоретических предпосылок исследования, разработка методик по экспериментальной проверке эффективности отдельных компьютерных программ и компьютерных практикумов.

1991 — 1994 г. г.- анализ результатов внедрения систем обучения с компьютерной поддержкой в образовательный процесс, накопление опыта по проектированию и практическому использованию таких систем. Исследование вопросов, связанных с моделированием развития личностиопределение возможностей использования системологии в педагогических исследованияхмоделирование педагогических СОКП и предварительный анализ данных педагогических экспериментов.

1995 — 1997 г. г. — разработка технологии измерения и оценки педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой. Формулирование понятий педагогической целесообразности, эффективности, полезности. Проведение педагогических экспериментов, выявление измерительных параметров и величин, создание системы оценок по измерению и анализу педагогической полезности СОКП. Разработка методического обеспечения по определению педагогической целесообразности и педагогической эффективности. Определение педагогической полезности отдельных компьютерных программ и целостных компьютеризированных курсов.

— 161 998 — 2001 г. г.-анализ полученных в ходе работы результатов, систематизация, обсуждение, обобщение, публикация и оформление в виде завершающего исследования.

Апробация и внедрение результатов исследования. Предлагаемая технология измерения и оценки была апробирована в СИОТ РАО, Томском и Кемеровском областных центрах информационных технологий. Разрабатываемые в настоящем исследовании теоретические положения и практические рекомендации нашли отражение в монографии «Педагогическая полезность как средство оценки качества компьютеризированного курса.». Материалы диссертации были доложены, представлены тезисами докладов на Республиканском совещании-семинаре «Использование ЭВМ в учебной и научно-исследовательской работе студентов», Новосибирск, 1988; на.

Всесоюзном научно-практическом совещании «Электронновычислительная техника в образовательной школе», Новосибирск, 1988; на IX республиканской научно-практической конференции «Новые информационные технологии в учебном процессе и управлении», Омск, 1992; на юбилейной конференции, посвященной памяти чл.-кор. АПН СССР Ю. В. Шарова, Новосибирск, 1992; на республиканской научно-практической конференции «Перспективные модели образования», Новосибирск, 1993; на Международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании», Новосибирск, 1996; на 54-й научно-технической конференции НГАС, Новосибирск, 1997; на семинарах СИОТ РАО, НГАС и НИИ МИОО НГУ, НОУ ВПО СИФБД, 1995 — 2001; в спецкурсе ОГГТИ «Использование вычислительной техники в учебном процессе», Одесса, 1991; на курсах повышения квалификации при Новосибирском ИПК и ПРО, 1995 — 1996. Основные результаты, выводы и практические рекомендации нашли отражение в отчетах по научно-исследовательской и опытно-экспериментальной работе Российской академии образования (1986;1997) — Концепции программно-методического обеспечения учебно-воспитательного процесса АПН СССР, 1990; в методических разработках НИИ ИВТ АПН СССР «Концептуальные проблемы информатизации общего среднего образования», 1990; в задании 1.2.7.03.01 .С.04 КП НТП стран — членов СЭВ «Разработка практикумов на ЭВМ по ряду учебных предметов и программное обеспечение для их проведения», 1990; комплексной программе Российской академии образования «Информатизация общего среднего образования» (1993;1997), разработке программно-методических комплексов, компьютерных практикумов и целостных компьютеризированных курсов (1986;1996).

На защиту выносятся.

1. Технология определения педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой основывается на поэтапном решении двух взаимосвязанных задач — измерению и оценки педагогической целесообразности и педагогической эффективности.

2. Поэтапная технология измерения и оценки педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой способствует повышению эффективности проектирования и внедрения таких систем в образовательном процессе.

3. Использование в образовательном процессе педагогически полезных систем обучения с компьютерной поддержкой с учетом обеспечения условий педагогической полезности приводит к повышению эффективности обучения.

Научная новизна исследования состоит в следующем.

Определены педагогические основы полезности систем обучения с компьютерной поддержкой, раскрыты понятия педагогической целесообразности и педагогической эффективности, введены понятия нормы и оценки резерва эффективности.

Разработана научно — обоснованная технология поэтапного установления педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой. Показано, что такой подход к измерению и оценки полезности обеспечивает эффективность использования систем обучения с компьютерной поддержкой со всеми их дидактическими возможностями и ресурсами в реальном образовательном процессе, повышает качество профессионального мастерства педагога, гарантирует оправдываемость дидактического целеполагания в процессе развития личности обучающегося.

Выявлены организационно — педагогические условия по обеспечению педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой в реальном образовательном процессе на основе формализации образовательной траектории.

Определена специфика деятельности педагога при решении задач по обеспечению педагогической полезности в условиях эксплуатации таких систем и поддержания устойчивости образовательного процесса с компьютерной поддержкой.

Теоретическая значимость исследования определяется применением комплексного подхода при разработке педагогических основ установления полезности систем обучения с компьютерной поддержкой и создания поэтапной технологии измерения и оценки педагогической полезности.

Практическая значимость исследования заключается в разработке измерительного и оценочного инструментария педагогической целесообразности и педагогической эффективности систем обучения с компьютерной поддержкойв создании поэтапной технологии установления педагогической полезности и выявлению организационно — педагогических условий обеспечения её действенностив разработке методического обеспечения и рекомендаций для использования технологии в исследовательских целях и сопровождения её различными специалистами.

Достоверность результатов исследования обеспечена опытно-экспериментальной работой, проведенной на базе образовательных учреждений г. Новосибирска, подтверждается адекватностью методов исследования его целям и задачам, фактическими данными и результатами анализа, полученными при экспериментальном исследовании.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии. В работе содержится 205 страниц, 26 таблиц, 2 рисунка и 5 приложений.

выводы и методические рекомендации по использованию таких систем в реальном ОП.

8. Разработаны научно-методические рекомендации по использованию представленной технологии различными категориями пользователей.

Предметом дальнейших исследований и перспективными направлениями работ могут быть:

• использование технологии измерения и оценки педагогической полезности при организации и применении различных форм дистанционного обучения;

• использование инструментария технологии измерения и оценки для проектирования педагогического мониторинга ОГ1;

• учет педагогической полезности СОКП в исследованиях педагогических технологи й и моделирования педагогических системоценки прогноза дидактического целеполагания и качества воспроизведения ОП;

• измерение и оценка педагогической полезности в опытноэкспериментальных работах и педагогических экспериментах при доказательстве эффективности и анализе изменчивости результатов обученияразвитие технологии измерения и оценки ПП на основе методов и техники теории формальных систем (системологии). подготовка и переподготовка педагогических кадров и работников образования в направлении проектирования и использования педагогических полезных ССЖП, накопление и обобщение опыта по эксплуатации СОКП и оптимизации условий обеспечения их педагогической полезности.

— 181 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Диссертационная работа содержит решение одной из научных проблем в области педагогических исследований — измерению и оценке педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой.

Решением этой проблемы стала разработка технологии поэтапной оценки ГШ СОКП. Эта технология представляется в виде универсальной процедуры по исследованию свойств СОКП (педагогическая целесообразность и педагогическая полезность), способствующих развитию личности обучающегося.

Совокупность полученных результатов формулируется следующим образом.

1. На основе анализа психолого — педагогической литературы выявлена необходимость процедур измерения и оценки педагогической полезности СОКП.

2. Показано, что использование разработанной технологии повышает качество проектирования и использования систем обучения с компьютерной поддержкой.

3. В ходе исследования внесен вклад в теорию обучения с использованием компьютерных технологий, так как на основе применения комплексного подхода разработаны педагогические основы педагогической полезности, уточнены понятия педагогической целесообразности и педагогической эффективности, установлена их тесная взаимосвязь.

4. Разработан измерительный и оценочный инструментарий технологии, предложены системы измерителей, параметров и критериальные оценки, процедуры вычисления величин для анализа педагогической полезности СОКП.

5. Проведенное экспериментальное исследование подтвердило обоснованность поэтапного определения педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой, пригодность и необходимость разработанных измерительных процедур при исследовании СОКП как модели педагогической системы.

6. Выявлены организационно-педагогические условия и сформулированы задачи по обеспечению педагогической полезности систем обучения с компьютерной поддержкой в образовательном процессе, определена специфика деятельности педагога при использовании педагогически полезных СОКП.

7. Данные, получаемые посредством оценочного инструментария, позволяют формулировать обоснованные рекомендации по совершенствованию СОКП в направлении уменьшения влияния погрешностей моделирования, а также научно-обоснованные.