Организация самостоятельной работы студентов по инженерной графике тестовыми методами Думицкая Наталья Геннадьевна
1.2. Отечественные работы в области тестовой диагностики .
1.3. Классификация методик тестирования .
1.4. Современные аспекты на использование графических тестов по инженерной графике
Глава II. Организация самостоятельной работы обучающихся с применением графических тестов
2.1. Самостоятельная работа студентов
2.2. Функции контроля усвоения знаний тестовыми методами.
2.3. Особенности применения графических тестов для самоконтроля знаний по инженерной графике
2.4. Способы составления контролирующих программ с готовыми элементами ответов .
2.5. Применение графических тестов при изучении компьютерной графики .
Глава III. Экспериментальная проверка содержания и использования контролирующих программ при обучении инженерной графике студентов технического ВУЗа
3.1. Констатирующий эксперимент
3.2. Формирующий эксперимент
3.3. Сравнительный эксперимент
Библиографический список используемой литературы
Введение к работе
Проблема исследования и её актуальность. Как известно, уровень благополучия общества определяется способами воспроизводства ресурсов (материальных, энергетических, информационных) и соответствующей квалификации населения. Любое цивилизованное общество обязано проявлять заботу об организации доступной информационной среды с целью получения образования, достаточного и достойного существования человека в условиях динамичной современной культуры, словом „образование" в настоящее время обеспечивается как минимум, три взаимосвязанных объекта: специально организованная система передачи опыта; результат - суммарный или частичный, приобретенный или приобретаемый в системе образования.
Технологии обучения в нынешнем столетии переживают революционные изменения. Они связаны, прежде всего, с инновациями в информационных технологиях и педагогической практике.
Новые информационные технологии позволяют решать ряд новых дидактических задач: изучать явления и процессы внутри сложных технических систем с помощью моделирования; внедрять в учебный процесс занятия и лабораторные работы с использованием компьютерных моделей. Технология обучения воспринимается, с одной стороны, как совокупность методов и средств представления информации, с другой - как способы воздействия преподавателя на обучаемого. Отсюда, основной проблемой нашего исследования является разработка научно-обоснованных и экспериментально проверенных тестовых методов с компьютерной поддержкой в организации самостоятельной работы обучающихся.
В нашем исследовании мы опирались на работы известных психологов Л.С. Выготского [42, 43], А.Н. Леонтьева [77], Б.Ф. Ломова [81, 82], С.Л. Рубинштейна [103], И.С. Якиманской [133] и др.
В области графического образования нами использовались исследования ученых - методистов Л.Н. Анисимовой [18, 19], А.Д. Ботвинникова [33-35], Е.А.
Василенко [94], В.А. Гервера [47-50], В.Ф. Канева [52], Ю.Ф. Катхановой [71], А.А. Павловой [78], С.А. Смирнова [72] и др.
Вопросы совершенствования и самоконтроля знаний в процессе обучения нашли широкое отражение в исследованиях специалистов, занимающихся преподаванием учебных дисциплин - B.C. Аванесова [1-6], СИ. Архангельского [20-23], В.А. Гервера [47-50], М.Ф. Королева [71-73], Н.Ф. Неклюдовой [93], М.Ю. Скаткина [109], Н.Ф. Талызиной [115, 116] и многих других. Интерес к таким исследованиям значительно вырос в последние годы.
Нельзя не упомянуть, что повышение надежности и объективности контроля и самоконтроля занимает существенное место в проблеме совершенствования процесса обучения. Важное место в совершенствовании контроля усвоения знаний, на наш взгляд, должны занять разработанные методики по внедрению самоконтроля и взаимного контроля как одного из важных средств повышения эффективности самостоятельной работы студентов.
Таким образом, актуальность настоящего диссертационного исследования определяется обоснованием и применением на практике наиболее эффективных методов организации графических тестов для контроля и самоконтроля знаний, а так же организации самостоятельной работы обучающихся по инженерной графике с компьютерной поддержкой.
Объектом исследования является процесс организации самостоятельной работы обучающихся по инженерной графике.
Предметом исследования - методы использования графических тестов для контроля и самоконтроля знаний и организации самостоятельной работы обучающихся по инженерной графике.
Целью исследования является: теоретическое обоснование и разработка тестовых методов организации самостоятельной работы обучающихся по инженерной графике.
Для достижения поставленной цели необходимо решать следующие задачи:
Проанализировать психолого-педагогическую и методическую
литературу по теме диссертации.
Изечение, анализ передового педагогического опыта преподавания графических дисциплин.
ф Исследовать тестовые методы и приёмы использования компьютерной
графики в графических тестах.
Разработать методики использования графических тестов при обучении инженерной графике.
Экспериментально проверить эффективность использования тестовых методов с целью корректировки и показать возможности их практической реализации в процессе обучения с компьютерной поддержкой.
,ф Разработать рекомендации по применению обучающимися тестовых
Дать теоретическое обоснование графических тестовых методов как средства повышения эффективности учебно-познавательной активности обучающихся.
Гипотеза исследования заключается в следующем: если в процесс контроля и организации самостоятельной работы обучающихся по инженерной
^ графике включить способы использования тестовых методов с компьютерной
поддержкой, так как они расширяют вариативность самоконтроля и позволяют получить более точный результат, то эффективность организации самостоятельной работы обучающихся значительно повысится.
Методологической основой исследования явились научные труды известных педагогов, психологов, теоретические и методологические работы в области теории развивающего обучения, теории организации учебно-познавательной деятельности и теории диагностических методов исследования.
Теоретический анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по теме диссертации.
Изучение, анализ и обобщение передового педагогического опыта
преподавания графических дисциплин.
Педагогические наблюдения, констатирующий, формирующий и контрольный эксперименты.
Статистический анализ полученных данных.
Метод сравнительной оценки компьютерных контролирующих программ по начертательной геометрии, инженерной графике, черчению относительно традиционных видов обучения.
Научная новизна исследования:
Разработаны методические требования, учитывающие современную специфику организации самостоятельной работы обучающихся с использованием графических тестов в технических вузах.
Определена система тестовых графических заданий (вариативность; многоуровневость; организация самостоятельной работы обучаемых).
Определены тестовые методы организации самостоятельной работы обучающихся с применением компьютерных контролирующих программ, которые позволяют за минимальное время протестировать большое количество обучающихся.
Теоретическая значимость исследования:
Научно обосновано использование в процессе преподавания графических дисциплин тестовых методов организации самостоятельной работы обучаемых.
Практическая значимость исследования заключается в том, что его результаты использованы в дальнейшем развитии графических методов обучения в самостоятельной работе обучающихся по черчению, начертательной геометрии. Разработаны способы организации и проведения „Входного контроля". Использование контролирующих программ рекомендованы в практике преподавания для первого и второго курсов технического ВУЗа, для училищ и других учебных заведений, а также довузовской подготовки абитуриентов.
На основании материалов исследования, выпущены методические указания „Входной контроль" по дисциплине инженерная графика, „Программа
подготовки для вступительных экзаменов по черчению" (специальность „Архитектура").
В соответствии с поставленными задачами экспериментальная работа ф осуществлялась в три этапа:
На первом этапе (1998-2000 г.г.) изучалась проблема педагогического тестирования и методы повышения эффективности процесса обучения. Определялись цели, задачи, рабочая гипотиза исследования, проводился констатирующий эксперимент.
Второй этап (1999-2001 г.г.) был посвящен организации формирующего эксперимента, обобщению и проверке полученных результатов, разработке методических указаний и рекомендаций.
На третьем этапе (2001-2003гг.) проводилась экспериментальная проверка разработанных методов организации самостоятельной работы обучающихся, дан анализ содержания и использования контролирующих программ с готовыми элементами ответов, компьютерных графических тестов, а так же внедрение результатов исследования в практику работы кафедры; оформление диссертационной работы.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечи-ваются опорой на результаты современных исследований по философии, психологии, педагогике, методике преподавания черчения, инженерной графики, компьютерной графики, касающихся исследуемой проблемы; использование комплекса методов теоретического и эмпирического исследования; опытно-эксперементальной проверкой и подтверждением основных положений диссертационного исследования в условиях проведения разработанной методической системы; анализом полученных исходных и конечных результатов исследования, а также личным педагогическом опытом учителем черчения в школах Республики Коми (5 лет), на производстве в качестве чертежника и техника-геофизика (10 лет), и в техническом ВУЗе (8 лет).
Апробация и внедрение результатов исследования
Результаты исследования проверялись в ходе опытно-эксперементальной
работы. Основные идеи, положения и методические разработки обсуждались во время выступления на следующих конференциях и семинарах:
Международная научно-практическая конференция „Пути и проблемы перехода ВУЗов нефтегазового профиля на многоуровневое образование" (Ухта, 1996);
Международная научно-практическая конференция „Современные технологии обучения информационно-методического обеспечения учебного процесса" (Сыктывкар, 1996);
Международная научно-практическая конференция „Развитие непрерывного национально-регионального и вариативного художественного и графического образования" (Уфа, 1999);
Научно-практическая конференция студентов, аспирантов и преподавателей „Технологическое образование в школе и в ВУЗе" (Сыктывкар, 2001,2002,2003);
Межрегиональная молодежная научная конференция „Севергеоэкотек" (Ухта, 2001);
Всероссийская научно-техническая конференция „Управление качеством образовательного процесса в системе многоуровнего образования" (Ухта, 2001, 2002);
Всероссийская научно-практическая конференция „Нефть и газ Европейского Севера России" (Ухта, 2003);
Семинар-практикум учителей черчения г. Ухты Республики Коми (Ухта, 2002);
Конференции по итогам научно-исследовательской работы профессорско-преподавательского состава УГТУ (Ухта, 1999-2003).
По вопросам исследовательской работы по теме диссертации был опубликован ряд статей, которые были опубликованы в сборниках научных трудов, такие как: „Внедрение контролирующих программ по инженерной графике", „Функции контроля знаний и их реализация", „Стимулирование
самостоятельной работы студентов", „Результаты эксперимента по „выживаемости" знаний" у студентов специальности „Архитектура" и многие другие.
Предлагаемая методика и результаты исследования внедрены в практику кафедры начертательной геометрии и графики Ухтинского государственного технического университета.
Методические разработки использовались на занятиях по техническому черчению в шк. №16, №19, №20, техническом лицеи при УГТУ г. Ухты, в Коми государственном педагогическом институте.
На защиту выносятся следующие положения:
Содержание, учитывающее современную специфику организации самостоятельной работы обучаемых с использованием графических тестов в технических вузах.
Система тестовых графических заданий для контроля и организации самостоятельной работы обучающихся по инженерной графике.
Тестовые методы организации самостоятельной работы обучающихся с применением компьютерных программ.
Структура диссертации отражает логику исследования и его результаты. Работа состоит из введения, трех глав и заключения. Объем работы 169 страниц машинописного текста, который иллюстрируется 18 рисунками и содержит 7 таблиц, 7 приложений на 26 страницах.
Виды зарубежных диагностических методик
Между теоретическими положениями, развиваемыми в рамках общей психологии и основами диагностики и их методологических составляющих прослеживается тесная внутренняя взаимосвязь. Представления о закономерностях развития и функционирования психики являются основными при выборе диагностической методологией, конструировании методик и их использовании в практике [14].
В этой связи интересно проследить как формировались некоторые важные диагностические методы исследования с точки зрения научных понятий рубежа 19 в., связанные с именами первых психодиагностов Гальтоном Ф., Бине А..
Первым исследователем, употребившим в психологической литературе термин „интеллектуальный" тест, был Кеттелл Дж. М.. Этот термин после его статьи „Интеллектуальные тесты и измерения", опубликованной в 1890 г., приобрел широкую известность. В статье Кеттелл писал о том, что применение серии тестов к большому числу индивидов позволит открыть закономерности психических процессов и тем самым приведет к преобразованию психологии в точную науку. Так впервые была провозглашена необходимость стандартизации тестов, для того, чтобы стало возможным сравнение их результатов.
Метод тестов получил широкое распространение. Новый шаг его был сделан французским врачом и психологом Бине А. (1857-1911 гг.), создателем самой популярной серии тестов.
В 1904 г. министерство образования поручило Бине заняться разработкой методик, с помощью которых можно было бы отделить детей, способных к
учению, но ленивых и не желающих учиться в нормальной школе. Нужда в этом возникла в связи с введением всеобщего образования. Бине в сотрудничестве с Анри Симоном провел серию экспериментов по изучению внимания, памяти, мышления у детей разного возраста. Проведенные на многих испытуемых экспериментальные задания были проведены по статистическим критериям и стали рассматриваться как средство определения интеллектуального уровня.
Первая школа (серия тестов) Бине - Симона появилась в 1905 г. Затем она несколько раз пересматривалась авторами, т.к. Бине исходил из представления о том, что развитие интеллекта происходит независимо от обучения, в результате биологического созревания.
Показателем интеллекта в школах Бине был умственный возраст, который мог расходиться с хронологическим. Умственный возраст определялся по успешности выполнения тестовых заданий.
Вторая редакция школы Бине послужила основой работы по проверке и стандартизации проведенной в Стэнфордском университете (США) коллективом сотрудников под руководством Термена Л.М. в 1916 г. Этот вариант тестовой шкалы Бине имел серьезные изменения по сравнению с основным, что был назван шкалой Стэнфорд-Бине. Основных отличий от тестов Бине было два: введение в качестве показателя по тесту коэффициента интеллектуальности, определяющегося отношением между умственным и хронологическим возрастами, и применение критерия оценки тестирования, для чего вводилось понятие статистической нормы, что давало возможность сравнивать индивидуальные тестовые показатели и тем самым оценивать их, давать им методологическую интерпретацию.
Шкала Стэнфорд-Бине была рассчитана на детей в возрасте 2,5 до 18 лет. Она состояла из заданий разной трудности, сгруппированных по возрастным критериям. Для каждого возраста наиболее типичный, средний показатель выполнения (х) был равен 100, а статистическая мера рассеяния, отклонения индивидуальных значений от этого среднего (о) равнялась 16. Все индивидуальные показатели по тесту, попадавшие в интервал х ± а, т.е. ограниченные числами 84 и 116, считалось нормальными, соответствующими возрастной норме выполнения. Если тестовый показатель был выше 116, ребенок считался одаренным, а если ниже 84 умственно отсталым.
Шкала Стэнфорд Бине получила популярность во всем мире. Она имела несколько редакций (1937, 1960, 1972, 1986 г.г.). В последней редакции она применяется и настоящее время. Показатель коэффициента интеллектуальности, получаемый по шкале Стэнфорд-Бине, на долгие годы стал синонимом интеллекта. Вновь создаваемые интеллектуальные тесты стали проверяться на валидность путем сопоставления с результатами шкалы Стэнфорд-Бине.
Следующий этап развития тестирования характеризуется изменением формы проведения тестового испытания.
Все тесты, созданные в первом десятилетии XX века, были индивидуальными и позволяли вести опыт только с одним испытуемым.
Эти особенности первых тестов ограничивали их распространение. Практика же требовала диагностировать большие массы людей с целью отбора наиболее подготовленных к тому или иному виду деятельности, а также распределения по разным видам деятельности людей в соответствии с их индивидуальными особенностями. Поэтому в США в период первой мировой войны появилась новая форма тестовых испытаний - групповое тестирование.
Групповые (коллективные) тесты не только делали реальными испытания больших групп, но наряду с этим допускали упрощения инструктирования, процедуры проведения и оценки результатов тестирования.
На всех этапах развития педагогической науки влияние ученых сосредотачивалось на осмыслении и разработке важнейших педагогических проблем - проблемы целей обучения и содержания образования, проблемы содержания и классификации принципов дидактики, методов обучения, проблемы соответствия организационных форм и методов обучения, развития разнообразных форм активизации самостоятельной работы обучающихся, проблемы контроля и учета знаний и др.
Так, еще в „Декларации о единой трудовой школе" (окт. 1918 г.) Луначарский А.В. сформулировал основополагающие принципы организации учебного процесса в школе: развитие активности и самостоятельности учащихся, возможно полная индивидуализация обучения [42,43].
Самостоятельная работа студентов
Уже в 20-е годы советские ученые выдвинули основные положения о рациональных организационных формах обучения, давались рекомендации и предписания, которые выработаны всем ходом развития педагогики в части учета знаний (контроля степени достижения поставленных целей в учебном процессе).
Сформулированные в разные годы основные положения сводятся к следующему:
1). Основное внимание преподавателей и обучающихся должно быть уделено не контролю, а самоконтролю - сознательной, активной, самостоятельной организации результатов обучения и поставленных перед обучением целей;
2). Организация контроля и учета знаний должна создавать условия, при которых каждый обучающийся смог бы сам сравнивать и оценивать получаемые им результаты познавательного труда;
3). Организация контроля и учета знаний должна вырабатывать у каждого обучающегося привычку к самоучету, планированию и рациональному распределению времени в учебном процессе.
Следует особо подчеркнуть, что педагогика всегда устанавливала тесную взаимосвязь между совершенствованием деятельности и формированием личности обучающегося. Личность может формироваться только при условии включения обучающегося в самостоятельную, активную учебную деятельность, адекватную содержанию и целям обучения и воспитания. Обоснование принципа единства сознания и деятельности содержится в фундаментальных исследованиях ведущих советских психологов-педагогов (Выготский Л.С. [42], Гальперина П.Я. [45], Леонтьева А.Н. [77], Рубинштейна С.Л. [103], Талызиной Н.Ф. [115, 116], Теплова Б.М. [118] и др.).
Итак, ключевой проблемой в решении задачи повышения эффективности и качества учебного процесса является проблема активизации и управления познавательной деятельностью студента с опорой на развитие элементов самоконтроля, самостоятельности и самоуправления. Следует помнить, что, как отмечали многие великие дидакты и философы прошлого (Платон, Аристотель, А.Я. Коменский, И.Г. Песталоцци, К.Д. Ушинский и др.), развитие и образование ни одному человеку не могут быть даны или совмещены. Всякий, кто желает научиться чему-либо, должен достигнуть этого собственной деятельностью, собственными силами, собственным напряжением. По этой причине все достижения педагогики должны быть направлены на то, чтобы научить обучающегося учиться, т.е. самостоятельно и активно добывать новые знания, отдавая себе отчет в результатах своих действий, проявляя максимум инициативы, добросовестности.
Все вышесказанное в равной мере относится и к высшей школе, и поэтому в настоящее время на первый план выдвигается задача переориентации дидактической системы высшей школы с преимущественно информационного типа обучения, на обучение, позволяющее выявлять и развивать познавательные и творческие способности студентов, управлять формированием их самостоятельной активности, а также воспитывать в этом процессе волевые и профессиональные свойства личности, обеспечивающие самостоятельную, активную, целеустремленную и результативную учебную и профессиональную деятельность студентов.
Общеизвестно, что овладение знаниями и умениями приходит в результате учебно-познавательной деятельности обучающихся и прежде всего в рамках специально организованного учебного процесса.
В результате исследований многих педагогов, психологов и методистов сложились определенные представления, положения, формулировки, отражающие сущность и взаимосвязь основных понятий теории обучения, которые дают несколько отличающиеся и взаимодополняющие друг друга определения. Так в кратком психологическом словаре-христоматии Платонова К.К. мы находим: „Обучение — процесс стимуляции и управления внешней и внутренней активностью ученика, в результате которой у него формируются определенные знания, навыки, умения" [97].
К.К. Платонов определяет обучение как „формирование знаний, навыков, умений и привычек. Оно опирается на упражнение, а следовательно, и на тренировку, но в свою очередь не сводится к ним. Сущностью его является установление связей усваиваемого с уже усвоенным" [97].
Констатирующий эксперимент
В этой главе, содержится материал по организации, проведению и результатам экспериментальной проверки.
Экспериментальная работа проводилась в течение пяти лет на кафедре начертательной геометрии и графики Ухтинского государственного технического университета, а также в средних школах № 16, № 19, № 20, техническом лицее г. Ухты, в государственном педагогическом институте Республики Коми.
Программный материал курса дисциплин „Черчение", „Начертательная геометрия", „Инженерная графика", „Компьютерная графика", востребованные в профессионально-графической деятельности студентов и школьников, перечень графических и практических работ обязательного минимума в процессе контроля и самоконтроля обучающихся, отражающих основное содержание учебной дисциплины, проходили экспертную оценку. Вопросы подготовки, проведения и обработки результатов эксперимента разрабатывались, исходя из цели и задач исследования, с учетом обеспечения условий получения объективных достоверных данных.
Исследования проводились в несколько этапов: педагогические наблюдения, констатирующий, формирующий и контрольный эксперименты. Основанием для систематизации и структурирования являлась последовательность введения новых экспериментальных факторов в систему обучения студентов и школьников основным приемам овладения графической граммотности, организации самостоятельной работы обучающихся — контролирующий эксперимент (контрольный).
Целью эксперимента явилось теоретическое обоснование и разработка графических тестов контроля знаний, особенности использования их по „Инженерной графике", а также оценки уровня графической подготовки студентов первого и второго курсов разных технических специальностей нашего ВУЗа через наблюдение при осуществлении различных видов деятельности (таблица 5).
В педагогических экспериментах приняли участие 552 студента 1 и 2 курсов пяти факультетов различных специальностей Ухтинского государственного технического университета (552 студента - констатирующий эксперимент - „Входной контроль", 270 студентов - обучающий, 132 - контрольный этап, 10 преподавателей кафедры начертательной геометрии и графики УГТУ, 50 студентов Коми государственного педагогического института).
Эксперимент осуществлялся в ходе общепрофессиональной подготовки студентов при изучении дисциплин „Начертательная геометрия", „Инженерная графика", „Компьютерная графика", „Технический рисунок".
Особое внимание нами было уделено констатирующему этапу эксперимента. Важность этого этапа состоит в том, что достоверность получаемых в основном эксперименте результатов в значительной степени зависит от исходных данных.
Задача нашего исследования сводилась к тому, чтобы проверить гипотезу, которая заключается в следующем: если в процессе контроля и организации самостоятельной работы обучающихся по инженерной графике включить способы использования тестовых методов с компьютерной поддержкой, то эффективность организации самостоятельной работы значительно привысится.
С этой целью на первых практических занятиях проводился „Входной контроль" у студентов нефтегазопромыслового факультета (НГПФ), механико-технологического факультета (МТФ), факультета информационных технологий (ФИТ), архитектурно-строительного факультета (АСФ) и автоматизированные системы обработки информации (АИС), института управления и международного бизнеса (MIBI) при УГТУ.
Проводя данное занятие мы исследовали и определяли следующие цели „Входного контроля":
1. Выявление уровня подготовки первокурсников к изучению графических дисциплин.
2. Выбор методических приёмов, способов, форм обучения в зависимости от уровня подготовки групп и отдельных студентов.
Ход проведения такого вида деятельности студентов подробно описан в главе 2.2. Функции контроля усвоения знаний тестовыми методами.