НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ПРИКОРДОННИХ ВІЙСЬК УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ПРИКОРДОННИХ ВІЙСЬК УКРАЇНИ
ім. БОГДАНА ХМЕЛЬНИЦЬКОГО
ФЕДОРОВА СВІТЛАНА ОЛЕКСАНДРІВНА
УДК 378. 377
ЕФЕКТИВНІСТЬ КОМП'ЮТЕРНИХ НАВЧАЛЬНИХ КУРСІВ У ПРОЦЕСІ ПІДГОТОВКИ КУРСАНТІВ ВИЩОГО ВІЙСЬКОВОГО ЗАКЛАДУ ОСВІТИ
Спеціальність 20.02.02
Військова педагогіка та психологія
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата педагогічних наук
Здобувач Федорова С.О.
Хмельницький - 2001
Дисертацією є рукопис.
Роботу виконано в Севастопольському інституті ядерної енергії і промисловості Міністерства палива та енергетики України.
Науковий керівник:
доктор військових наук, професор Чабаненко Павло Павлович, Севастопольський військово-морський інститут, провідний науковий співробітник науково-дослідного комплексу, м. Севастополь.
Офіційні опоненти:
доктор педагогічних наук, професор Пометун Олена Іванівна, Київський інститут внутрішніх справ, професор кафедри соціальної педагогіки і психології, м. Київ;
кандидат педагогічних наук, доцент Жук Юрій Олексійович, інститут засобів навчання АПН України, заступник директора інституту з наукової роботи, м. Київ.
Провідна організація:
Національна академія внутрішніх справ Україні Міністерства внутрішніх справ України, м. Київ.
Захист відбудеться “ 8 ” лютого 2002 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К70.705.02, Національної Академії Прикордонних військ України ім. Б. Хмельницького за адресою: 29003, м. Хмельницький - 3, вул. Шевченка, 46.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національної Академії Прикордонних військ України ім. Б. Хмельницького.
Автореферат розісланий “ 4 ” січня 2002 року.
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат педагогічних наук,
доцент ________________ Галімов А.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Складні соціально-економічні перетворення в Україні суттєво вплинули на всі сторони життя, поставивши перед вітчизняною системою освіти ряд нових завдань, першочерговим з яких є удосконалення процесу підготовки майбутніх фахівців. Протиріччя між вимогами соціально-економічних та військово-технічних факторів до військово-педагогічного процесу та його реальним станом, досягненнями науки та ступенем їх відображення у військово-педагогічному процесі, вимогами суспільства та якістю підготовки спеціалістів обумовлюють необхідність постійного удосконалення вищої військової освіти, вивчення, узагальнення і впровадження в практику передового педагогічного досвіду. Соціально значущим сьогодні є реформування військової освіти в Україні, зокрема вищої віськово-морської, для забезпечення державних потреб у висококваліфікованих військових фахівцях.
З метою розв’язання цих проблем проводяться численні дослідження, спрямовані як на удосконалення змісту навчання, так і на розробку нових методів і методик навчання, перевірки й оцінки знань, навичок і умінь курсантів. У тому числі створення і використання прикладних програм, розробку комп'ютерних навчальних курсів.
Використання комп'ютерних навчальних курсів сприяє:
1) підвищенню якості навчання за рахунок:
·
організації постійного-чинного контролю кожного курсанта за якістю засвоєння під час опрацювання навчального матеріалу;
·
забезпечення адаптації курсантів до форми і методики викладу навчального матеріалу і видача індивідуальних пояснень при наявності помилок у відповіді;
·
забезпечення навчання в оптимальному для кожного курсанта темпі;
·
забезпечення постійного контакту з кожним курсантом у режимі діалогової взаємодії;
2) підвищенню ефективності праці викладачів за рахунок:
·
виконання системою всієї рутинної роботи (аналіз відповідей, видача стандартних пояснень помилок, визначення причин помилок та ін.);
·
звільнення часу для індивідуальної роботи з курсантом;
·
можливості одержання протоколу по роботі кожного курсанта під час сеансу;
·
можливості реєстрації історій навчання і їхнього статистичного опрацювання в ході сеансу навчання;
·
можливості збору й опрацювання статистичних даних по окремих дозах, темам, варіантам, що дозволяють оцінювати і доробляти навчальні посібники і комп'ютерні навчальні курси;
·
звільнення часу для творчої роботи із самовдосконалення;
3) підвищенню ефективності праці військових за рахунок:
·
своєчасного одержання вказівок і пояснень по зроблених помилках;
·
можливості проробляти навчальний матеріал у спроможному для курсанта темпі в зручний для нього час (на самопідготовці);
·
скорочення часу роботи над навчальним матеріалом через адаптацію системи до спроможностей курсанта;
·
скорочення часу роботи для виконання технічних операцій (обчислення, контроль та ін.);
·
підвищення мотивації через зменшення частки технічної роботи, збільшення питомої ваги творчої роботи.
Застосування електронно-обчислювальних машин забезпечує не тільки інтенсифікацію контролю знань, але і надає кожному сучасні засоби для математичного моделювання, автоматизованого пошуку й опрацювання інформації, обчислень. Їх використання дозволяє забезпечувати курсантів комп'ютерними навчальними курсами як у режимі контролю знань, умінь і навичок, так у режимі навчальних програм.
Останнє особливо важливо для курсантів військово-морських сил. Під час проходження морської практики, знаходячись у морських походах, коли одержання консультації по тим або іншим питанням у викладача неможливо, на поміч можуть прийти комп'ютерні навчальні курси. Крім того, можливості дистанційного навчання, дозволяють зробити безупинним як навчання, так і самовдосконалення молодшого офіцерського складу.
Вдосконалення підготовки військових спеціалістів у вищих військово-морських закладах освіти шляхом впровадження в навчальний процес комп'ютерних навчальних курсів тісно пов'язано з їхньою якістю. Але на сьогодні, створення комп'ютерних навчальних курсів попереджає розробку теоретичної основи їхньої побудови. Інколи ми можемо зустрітись з ситуацією, коли комп'ютерні навчальні курсі розробляються лише із застосуванням інтуїції та особистого досвіду викладача, без знань про психолого-педагогічні механізми навчання, основи діяльнісного та особистісно-орієнтованого підходів, дидактики, передової педагогічної технології.
Проблема використання електронно-обчислювальної техніки в навчальному процесі ні є новою. Їй приділяли Л.Н.Бабанін, Г.Д.Бардієр, Н.Г.Бобкова, Н.Г.Вінокурова, І.Х.Галаєв, В.К.Григорьєв, М.Х.Еренштейн, Н.І.Кужанов, В.Курвіте, Ю.І.Малахов, В.П.Мізінцев, А.І.Науменко, Д.П.Олдере, Л.А.Расстригін, П.М.Стрельніков, Є.Н.Струков, П.Ходж, В.І.Хальзов, А.Ф.Чернявський. В їхніх роботах розглянуто деякі психолого-педагогічні методи під-вищення ефективності автоматизованих навчальних систем, забезпечення у навчальних програмах психологі-чного комфорту щодо студента, моделі адаптованих навчальних систем, у тому числі з погляду кібернетики, моделювання якісних характеристик дидактичних об'єктів, ефективність комп'ютерних навчальних курсів, методики оцінки і засобів автоматизації.
Розв'язанню проблем ефективності комп'ютерних навчальних курсів з по-гляду теорії інформації, управління, військової педагогіки і психології присвя-чено низку психолого-педагогічних праць та праць з ергономіки. Викладення психолого-педагогічних, дидактич-них проблем комп'ютеризації навчання знахо-димо у роботах україн-ських вчених як: Н.М.Бідюк, Л.М.Добровольска, К.В.Корсак, В.А.Кушнір, В.С.Лазарев, В.К.Марігодов, Є.І.Машбіц, О.П.Околєлов, А.А.Слободянюк, Н.В.Слюсаренко, Ю.І.Щепін. Їхні праці сто-сую-ться підготовки фахівців технічного профілю у вищих навчальних за-кладах України, дидактичних умов і пси-холого-педагогічних проблем впровадження комп'ютерних сис-тем в навчальний процес, якості педагогічних вимірювань, діяльнісного і ергоно-міко-евристичного підходу щодо вузівської педагогіки.
Отже, недостатня теоретична розробленість проблеми ефектив-ності комп'ютерних навчальних курсів, потреби вдосконалення прак-тики навчання курсантів у вищих військових навчальних за-кладах обумовлюють актуальність дослідження теми “Ефективність комп'ютерних навчальних курсів у процесі підготовки курсантів ВВЗО”.
Зв'язок роботи з науковими планами, програмами, темами. Дисертаційне дослідження виконане в межах науково-дослідної роботи Севастопольського військово-морського інституту “Навчання” і продовжено в Севастопольському інституті ядерної енергії і промисловості в межах науково-дослідної роботи “Навчання-7. Дослідження з використання автоматизованих навчальних курсів у навчальному процесі (№264544, СІЯЕіП).
Об'єкт дослідження - процес навчання курсантів в Севастопольському військово-морському інституті з застосуванням комп'ютерних навчальних курсів.
Предмет дослідження - ефективність комп'ютерних навчальних курсів, які використовуються при навчанні курсантів з технічних дисциплін.
Мета дослідження - розробити, теоретично обґрунтувати та експериментально перевірити методику оцінки ефективності комп'ютерних навчальних курсів.
Завдання дослідження:
1.
Визначити основні теоретичні підходи до ефективності комп'ютерних навчальних курсів та критеріїв її оцінки
2.
Розробити та обґрунтувати систему показників ефективності, структуру та методику оцінки комп'ютерних навчальних курсів.
3.
Експериментально перевірити методику оцінки ефективності комп'ютерних навчальних курсів в навчальному процесі вищого військово-морського закладу освіти.
Гіпотеза дослідження. Якість навчання, перевірки та оцінки знань, умінь і навичок курсантів засобами комп'ютерних навчальних курсів може значно підвищитися, якщо:
·
створити оціночну шкалу ефективності комп'ютерних навчальних курсів як основу для їх упорядкування й оцінки;
·
розробити методику оцінки ефективності застосування комп'ютерних навчальних курсів у навчальному процесі вищих військових закладах освіти;
·
відбирати та застосовувати комп'ютерні курси у навчанні курсантів з урахуванням даної методики.
Методи дослідження. Для вирішення поставлених завдань і перевірки гіпотези автором було використано комплекс взаємопов'язаних методів дослідження, серед яких були:
·
теоретичні: аналіз, синтез, порівняння та узагальнення наукових джерел із досліджуваної проблеми;
·
емпіричні: методи діагностування навчального процесу (анкетування, інтерв'ю, бесіда), обсерваційні (пряме, побічне, включене спостереження) та прогностичні методи (констатуючий, діагностуючий, формуючий експеримент), аналіз результатів психологічного тестування професійного відбору та навчальної діяльності курсантів;
·
методи математичної статистики (факторний, кореляційний, метод найменших квадратів, метод довірчих інтервалів, вінзорізована оцінка параметрів), за допомогою яких опрацьовувалися отримані дані і встановлювалися кількісні залежності між досліджуваними явищами, теорія імовірностей, за якою розроблено модель навчання з використанням комп'ютерних навчальних курсів.
Дослідження проводилися в три етапи з 1988 по 2001 рік на базі Севас-топольського вищого військово-морського інженерного училища, Севасто-польського військово-морського інституту, Севастопольського інституту ядерної енергії і промисловості.
На першому етапі (1988-1998 рр.) визначалися теоретико-методологічні передумови, вихідні принципи та методики дослідження, формулювалась робоча гіпотеза та завдання, здійснювався констатуючий етап нашого дослідження, розроблялася методика оцінки ефективності комп'ютерних навчальних курсів та імовірнісна математична модель навчання з використанням комп'ютерних навчальних курсів;
На другому етапі (1998-1999 рр.) проводився формуючий експеримент, спрямований на перевірку сформульованої гіпотези дослідження та перевірку чутливості імовірнісної моделі навчання з використанням комп'ютерних навчальних курсів до варіювання її параметрів.
На третьому етапі (1999-2001 рр.) систематизувалися і узагальнювалися результати, отримані в процесі теоретичного аналізу проблеми та дослідно-експериментальної роботи; формулювалися загальні висновки дослідження, розроблялися науково-практичні рекомендації щодо використання методики оцінки ефективності комп'ютерних навчальних курсів.
Наукова новизна
одержаних результатів полягає в тому, що:
·
вперше визначено і обґрунтовано систему елементів знань з різних галузей наукового знання (військова педагогіка та психологія, теорія управління, теорія інформації), які можуть складати основу для критеріїв оцінки ефективності комп'ютерних навчальних курсів;
·
доведено, що оцінка ефективності комп'ютерного навчального курсу, потребує розгляду процесу навчання не тільки як педагогічного, але й як інформаційного процесу управління пізнавальною діяльністю, врахування психічних особливостей, місця і ролі електронно-обчислювальних машин у різних типах навчальних занять при перевірці й оцінці знань, умінь і навичок курсантів;
·
запропоновано і обґрунтовано авторську методику оцінки ефективності комп'ютерних навчальних курсів;
·
визначено комплекс показників оцінки і структуру методики оцінювання комп'ютерного навчального курсу на їхній основі;
·
показники методики обґрунтовані за застосуванням імовірнісної моделі, параметри якої визначено експериментально;
·
розроблено математичну модель навчання курсантів, що враховує взаємодію курсантів, електронно-обчислювальної машини і предмета засвоєння;
·
вироблено нові алгоритми організації діяльності курсантів з використанням електронно-обчислювальних машин у навчанні курсам технічної та аналітичної хімії, фізичної хімії у військово-морському інституті;
·
удосконалено структуру алгоритмів функціонування комп'ютерних навчальних курсів;
·
одержала подальший розвиток функціонально-структурна модель навчання з використанням комп'ютерного навчального курсу.
Практичне значення одержаних результатів є в тому, що матеріали дослідження, висновки та узагальнення, а також визначені в дисертації показники, структура оцінки та математична модель можуть бути використані, як основа та інструмент дослідження при розв’язанні суміжних наукових задач.
Автором розроблені практичні рекомендації щодо формування комп'ютерного навчального курсу згідно його місця в навчальному процесі, змісту навчального матеріалу, психічним особливостям курсантів, дидактичним можливостям комп'ютерного навчального курсу, мети використання комп'ютерного навчального курсу серед інших методів і форм процесу підготовки курсантів.
Результати дослідження втілені у навчальний процес у Севастопольському військово-морському інституті, використовуються у навчальному процесі Севастопольского інституту ядерної енергії і промисловості при підготовці спеціалістів ядерної галузі України, в процесі підготовки і перевірки знань фахівців із контролю за радіаційною безпекою у відділі контролю радіаційно-небезпечних технологій Південного регіону й АОА “Західенергомонтажвентиляція”.
Особистий внесок здобувача. Наведені у роботі наукові матеріали та дані є самостійним внеском автора у вирішення проблеми, що досліджується.
Математична модель навчання з використанням комп'ютерних навчальних курсів розроблена разом з науковим керівником, професором Чабаненком П.П.
Автором і в співавторстві розроблені 19 навчальних курсів зі застосуванням ЕОМ, у тому числі особисто -5.
Апробація результатів дисертації проводилася автором на науково-методичній конференції по впровадженню в навчальний процес прогресивних методів навчання (м. Севастополь, 1990 р.); науково-методичній конференції “Відповідність навчально-лабораторної бази вузу якісній підготовці випускників при комплексному її використанні і перспектива подальшого удосконалення” (м. Севастополь, 1991 р.); Міжнародній науково-методичній конференції “Актуальні проблеми технології творчого мислення” (м. Севастополь, 1996 р.); ІV Міжнародній науково-методичній конференції “Молодь у науці і творчості - крок у ХХ сторіччя: школяр-студент-спеціаліст” (м. Севастополь, 1997 р.); Всеросійській науково-практичній конференції, що присвячена 200-річчю утворення вищого військово-морського інженерного училища імені Ф. Е. Дзержинського (м. С-Петербург, 1998 р.); науково-технічній конференції ВМС України “Проблемні питання будівництва ВМС, розвиток озброєння і військової техніки” (м. Севастополь, 1998 р.); VІ Міжнародній науково-методичній конференції “Освітня система як технологічний комплекс - крок у ХХІ сторіччя” (м. Севастополь, 1999 р.); науковій конференції вузів МО України “Напрямки розвитку і педагогічні проблеми підготовки спеціалістів для ЗС України” (м. Севастополь, 1999 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Становлення педагогічної думки в Україні: витоки, реалії, перспективи” (м. Херсон, 2000 р.).
Публікації. Результати дослідження висвітлено у 13 публікаціях (у співавторстві - 7, особисто автором - 6) і видано 2 навчальних посібниках. 3 статті у фахових виданнях є одноосібними.
Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Основний зміст викладено на 173 сторінках. Список використаних джерел містить 100 найменувань. В роботі 20 рисунків і 26 таблиць, з них 15 - на окремих сторінках. Додатки виконано окремою книгою.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
У вступі обгрунтовано актуальність проблеми, сформульовано об'єкт, предмет, мету і завдання дослідження, розкрито наукову новизну, практичне значення роботи, наведено дані проведення та апробацію його результатів.
У першому розділі - “Теоретичні основи розробки комп'ютерних навчальних курсів” автором викладені основні підходи до проблем розробки та застосування комп'ютерних навчальних курсів з погляду дидактики, теорії управління навчальним процесом у вищому військовому навчальному закладі та психології особистості.
Автором визначені основні суперечності, котрі обумовлюють подальший розвиток теорії і практики навчання курсантів ВВЗО, зокрема протиріччя між:
·
соціальним замовленням суспільства і недостатньо високим рівнем підготовки майбутніх офіцерів;
·
зростанням обсягу інформації в різних навчальних предметах і обмеженням часу на його вивчення.;
·
необхідністю засвоєння швидко зростаючого обсягу інформації і психофізіологічними можливостями курсантів;
·
потребою в забезпеченні індивідуального розвитку кожного курсанта і орієнтацією на середнього при існуючому масовому характері підготовки військових фахівців;
·
необхідністю підготовки фахівця з високим рівнем комп'ютерної грамотності, який вміє використовувати сучасні технології у своїй майбутній професійній діяльності, та її обмеженим використанням у навчальному процесі.
Автор дисертації стверджує, що важливими психолого-дидактичними підходами, які, поряд із системним, дозволяють подолати зазначені протиріччя, є діяльнісний та особистісний підходи до організації і сутності процесу навчання. На відміну від розуміння навчання як передання суми знань, діяльнісний підхід до визначення сутності навчального процесу, вимагає розгляду процесу навчання курсантів з позицій теорії управління та інформації. При системному підході до створення методології оцінки ефективності комп'ютерного навчального курсу необхідно використовувати положення теорії управління щодо загальних засад створення систем.
Використання положень теорії управління дозволяє формалізувати процес навчання через взаємодії об'єкта (курсанта), середовище і управляючого пристрою у процесі управління (навчання). Об'єкт управління є об'єктом навчання (курсантом), а управляючий орган - той, хто навчає (викладач, електронно-обчислювальна машина).
Під час навчання відбувається процес перетворення інформації у знання курсантів. Знання виникають у процесі переробки й інтерпретації інформації особистістю на психологічному пізнавальному рівні та є результатом психічної розумової діяльності людини. Тому, керувати педагогічним процесом, спираючи лише на теорію управління та теорію інформації, не можна в силу специфіки об'єкта керівництва, яким є людська особистість. Психолого-педагогічний особистісний підхід до цього об'єкта накладає певні обмеження на застосування положень теорій управління й інформації щодо аналізу та пояснення основ організації процесу навчання. Так, занадто жорстке керівництво діяльністю курсантів знижує їхню ініціативу і самостійність, зменшує розвиваючу функцію навчання, що неприпустимо для формування бойових якостей майбутнього офіцера України.
У дисертації зазначено, що в результаті соціальних змін у суспільстві, його демократизації і гуманізації, основною задачею навчальних закладів став поступовий перехід від інформаційного засвоєння знань до розвиваючого навчання. Такі процеси є характерними і для військових вищих навчальних закладів. Дослідження свідчать про пошуки у вищій військовій освіті шляхів підвищення якості навчання, якості підготовки фахівців.
Серед методів і прийомів активізації пізнавальної діяльності і творчості курсантів, що з'явились останнім часом і досліджені в дисертації, відзначені: метод фокальних об'єктів (гірлянд асоціації), метод синектики, метод АРВЗ (алгоритмів рішення винахідницьких задач) і ТРВЗ ( теорії рішення винахідницьких задач), метод інверсії (підхід до досліджуваного об'єкта з протилежних сторін).
Актуальним сьогодні, на думку автора, є співвідношення між машинним (зокрема комп'ютерним навчанням) і безмашинним типами навчання. До достоїнств безмашинного типу навчання варто віднести: можливість використання великого педагогічного досвіду багатьох поколінь педагогів; широкий спектр вибору методичних розробок для проведення занять; вплив особистості педагога на вихованця; менші матеріальні витрати (у порівнянні, наприклад, з сучасними комп'ютерними технологіями). Разом з тим, негативними сторонами його є: значні витрати навчального часу при значних обсягах інформації, що має бути засвоєною; складність, а іноді і неможливість, індивідуалізації навчання і, пов'язана з тим, традиційна орієнтація педагога на “середнього курсанта”; суб'єктивізм при оцінці знань, умінь і навичок.
На відміну від цивільних вищих закладів освіти, де випускник не завжди буде виконувати керівні функції (наприклад, інженери технічних бюро, науково-дослідні працівники, вчителі), курсант вищої військової школи по закінченню призначається на первинну посаду командира підрозділу. Необхідність підготовки курсантів до управлінських функцій висуває підвищені вимоги до індивідуалізації навчання майбутнього офіцера.
Тверде планування розпорядку для курсантів і виконання ними службових обов'язків військовослужбовця обмежують їхній час самостійної роботи у порівнянні з навчальним днем студентів цивільних навчальних закладів. Тому перед військовою школою об'єктивно постає завдання пошуку шляхів ефективної підготовки висококласних спеціалістів при істотному обмеженні часу на підготовку.
Такі міркування дозволили автору дисертації стверджувати, що ці складності значною мірою можуть бути розв'язаними за умов використання у навчанні курсантів комп'ютерних навчальних курсів.
Разом з тим, в дисертації зазначено, що впровадження й освоєння комп'ютерних технологій навчання йде повільно. Це пояснюється, з одного боку, складністю проблеми розробки відповідних засобів навчання (на стику педагогіки, психології, обчислювальної техніки, програмування, інформаційних технологій і т.п.), а з іншого боку, - слабістю матеріально-технічної бази вищих закладів освіти в нашій країні.
Розмаїтість засобів обчислювальної техніки у вищій школі взагалі й у вищій військовій школі країни зокрема, розходження застосовуваних систем, гальмує можливості широкого впровадження навіть вже існуючих ком-п’ютерних курсів. Необхідною є більш широка уніфікація програмних засобів забезпечення і типів електронно-обчислювальних машин, використовуваних у навчальному процесі вищих навчальних закладів України.
Нарешті, якість деяких комп'ютерних навчальних курсів не влаштовує викладачів, що впроваджують комп'ютерні технології навчання в навчальний процес, а іноді, зводить нанівець зусилля педагогів щодо покращання навчання. Викладачі повинні мати можливість оцінити ефективність використання комп'ютерного навчального курсу не після його впровадження, а заздалегідь, попередньо. Маючи кількісний прогноз ефективності комп'ютерного навчального курсу та уявлення про його якісні характеристики, можна з найбільшою користю використовувати його в навчальному процесі. Тому задача створення методики оцінки ефективності комп'ютерного навчального курсу при навчанні. перевірці й оцінці знань, умінь і навичок виходить на перше місце.
У другому розділі “Методика оцінки ефективності комп'ютерних навчальних курсів” запропонована та обґрунтована структура методики оцінки ефективності комп'ютерного навчального курсу, призначеного для навчання, перевірки й оцінки знань, умінь і навичок курсантів.
Пропонована автором методика оцінки побудована з урахуванням таких вихідних принципів загальної методології: відображення, системності, зв'язку теорії і практики, всебічності, сходження.
Аналіз характеристик комп'ютерного навчального курсу, проведений з урахуванням визначених методологічних принципів і підходів, реалізації основних положень теорій інформації, управління, військової педагогіки і психології аналіз дозволив автору сформулювати систему принципів відповідності побудови комп'ютерного навчального курсу: цілям навчання, дидактичним принципам, змісту навчання, умовам функціонування, забезпеченню циклічного управління, психологічним можливостям курсантів.
На цій основі автором сформульовані такі принципи розробки навчального комп'ютерного курсу:
1. Принцип відповідності комп'ютерного навчального курсу поставленим цілям є основним системостворюючим принципом. Правильний вибір цілей навчання й оцінка ступеня їх досягнення є важливою функцією будь-якої педагогічної системи. При оцінці комп'ютерного навчального курсу важливо враховувати, наскільки заплановані цілі навчання, відповідають вимогам розвиваючого навчання і соціальному замовленню щодо даного курсу в цілому.
2. Комп'ютерний навчальний курс, щоб забезпечити якість навчання курсантів, повинен відповідати дидактичним принципам, а саме: науковість, систематичність, послідовність, активність дій курсантів, зв'язок теорії з практикою, наочність, доступність.
3. Принцип відповідності комп'ютерного навчального курсу змісту навчання потребує враховувати специфіку відповідної предметної області. Наприклад, основа специфіки змісту хімії полягає в тім, що, з одного боку, хімія - експериментально-теоретична наука, що розглядає процеси і явища, які реально спостерігаються. З іншого боку, пояснення цих властивостей, які реально відчуваються, полягають у процесах, що відбуваються на невловимому мікрорівні атомів і молекул. Тому формування уміння мислити “подвійним рядом образів” є специфічною задачею методів навчання хімії.
4. Принцип відповідності умовам функціонування означає, що комп'ютерний навчальний курс має відповідати бюджету навчального часу, що відводиться на його застосування, рівню розвитку застосовуваної ПЕОМ, підготовленості викладацького складу й обслуговуючого персоналу, жорстко регламентованому розпорядку дня у вищих військових закладах освіти.
5. Принцип зворотного зв'язку. Оцінка можливості комп'ютерного навчального курсу передбачає введення зворотного зв'язку, що дозволяє судити про ефективність керівництва навчанням. До зворотного зв'язку належать: визначення ефекту засвоєння на підставі відповідей курсантів, іспитів, контрольних робіт, спостережень викладача, питань курсантів до педагога, практичної діяльності випускників та ін. На підставі зворотного зв'язку керівник процесу навчання (викладач) регулює й удосконалює процес навчання. Перетворення інформації в системі навчання відбувається по циклам, які складаються з низки операцій. Основними серед них є: повідомлення педагога; реакція курсантів на повідомлення педагога (сприйняття, переробка, практична діяльність); інформація про реакцію курсантів (про засвоєння, сприйнятті, діяльності); аналіз стану навчання викладачем; регулювання (доповнення, зміна методів, засобів та ін.); коригувальна реакція курсантів на корекцію навчання; інформація про новий стан системи навчання.
6. Принцип відповідності курсу психологічним особливостям курсантів. Навчально-пізнавальна діяльність - складний психічний процес, інтенсивність і ефективність якого нерозривно зв'язані з психологічними особливостями особистості курсанта. Тому оцінка ефективності комп'ютерного навчального курсу повинна враховувати можливість його адаптації до особливостей особистості курсанта.
Реалізація в комп'ютерному навчальному курсі структури особистості на самому загальному рівні представлена в дисертації через взаємодію трьох компонентів: когнітивного, афективного і конативного.
Когнітивний (пізнавальний) компонент враховує: потребу в наявності у курсанта гештальту, повноту інформації про успішність протікання контролю і навчання, швидке звикання до форми подачі матеріалу. Афективний (емоційний) стосується вживання в комп'ютерному навчальному курсі стимулювання емоційних якостей курсантів. Конативний (поведінковий) реалізується в методиці проведення заняття.
Аналіз оцінок ефективності методів навчання і комп'ютерних навчальних курсів дозволив виділити чотири групи оцінок: загальноцільові, тестові, інтегральні, параметричні.
Перша група оцінок ефективності враховує різноманіття чинників навчального процесу, проте носить описовий характер і проблематична їхня кількісна оцінка. Друга група - потребує проведення тестів, протяжних у часу (від декількох часів перед роботою з комп'ютерним навчальним курсом, до декількох років після роботи з ним). Третя група - дозволяє кількісно визначити оцінку ефективності окремої групи показників (економічні, технічні і т.п). Параметрична оцінка ефективності дає більш точну кількісну характеристику обумовленого чинника, але не враховує взаємозв'язку і взаємовпливу елементів процесу навчання.
У результаті проведеного аналізу виявлено, що об'єктивним показником оцінки ефективності комп'ютерного навчального курсу є імовірність досягнення цілі навчання. Це достатньо точна кількісна оцінка, що не визначає поелементно (психологія, педагогіка, управління, інформація) вплив чинників, а є сумарною оцінкою їхнього взаємозв'язку.
Просування до цілі в процесі навчання з використанням комп'ютерного навчального курсу здійснюється послідовно, у міру засвоєння блоків знань із питань, передбаченим програмою. Процес навчання показано як циклічний процес з функціональними елементами гнучкої структури, коли взаємодія комп'ютерного навчального курсу з курсантом змінюється в залежності від його відповідей. Це відповідає прийнятому підходові до опису навчання як процесу управління, де поелементно видається, переробляється і приймається інформація, а її освоєння контролюється з наступним виробітком коригувальних впливів. З урахуванням цього складено алгоритми організації діяльності курсантів, від постановки питання курсанту до перебудови зв'язків у курсанта після відповідних спроб.
Відомі моделі навчання, як правило, не враховують структуру взаємодії викладача (комп'ютерного навчального курсу), курсанта і предмета освоєння. Виняток складає функціональна структурна модель проф. П.П.Чабаненка, яка дозволяє в залежності від функцій представляти процеси у вигляді взаємопов'язаної структури і прогнозувати вірогідність тої чи іншої події. Але ця модель не адаптована до навчання з використанням комп'ютерного навчального курсу. Повторюючи логіку і послідовність етапів виводу відзначеної моделі, ми розробили математичну функціональну структурну модель навчання, вільну від цього недоліку.
Для виводу залежності імовірності правильних відповідей курсанта на кожному кроці навчання (відповідь на питання комп'ютерного навчального курсу) застосовано апарат марковських ланцюгів. Розробленому нами графу робіт був поставлений у відповідність граф подій, призначений в основу виводу імовірності правильної відповіді курсанта на кожному кроку навчання в залежності від умовних однокрокових імовірностей правильних або неправильних відповідей курсанта на засвоєні і незасвоєні питання (курсантові надається три спроби відповіді на одне питання). Ця імовірность залежить від умовних однокрокових імовірностей правильних або неправильних відповідей курсанта на засвоєні і незасвоєні, умовних імовірностей оцінки відповідікурсанта компютерним навчальним курсом (реакція електнонно-обчилювальної машини) і імовірність вірного чи невірного реагування курсанта у залежності від реакції електронно-обчислювальної машини. Було отримано лінійне рівняння першого порядку. У результаті, імовірність правильної відповіді курсанта на n-му кроці навчання ми визначали як
, (1)
де Рn - імовірність правильної відповіді курсанта на кроку навчання n,
Р - початковий рівень навченості,
А, В - експериментальні параметри моделі.
Така модель була перевірена на чутливість до варіювання параметрів.
У дисертації визначено, що комп'ютерний навчальний курс - це програма, що управляє навчальною діяльністю курсанта. У процесі управління важливо виділити два компоненти: управління мотиваційною стороною діяльності, включаючи постановку цілі, та управління виконанням дій, спрямованих на досягнення поставленої мети. Чим більш гнучкою є структура корекції програми, тим більше вона орієнтована на курсанта, його підготовку. Необхідним є також, щоб навчальну ситуацію, що моделюється, можна було модифікувати шляхом: вибору різноманітних типових задач, спрощення в рамках даного типу задач. За рахунок моделювання алгоритмів функціонування комп'ютерних навчальних курсів можна підвищити рівень навчання до 4%.
З урахуванням вищевикладеного результати досліджень узагальнено у вигляді двох листів оцінки. Перший лист відноситься до організації питальної групи й орієнтований на рівень питань і коментарів до очікуваних відповідей курсанта. Другий лист - до аналізу структури програми за: цілями навчання, що можуть бути досягнуті при використанні даного комп'ютерного курсу; наявності психологічного комфорту при роботі з ним; можливості встановити порядок питань програми в залежність від рівня знань курсанта; оцінок відповідей курсанта.
Перший лист (табл.1) заповнюється з кожного питання програми, а другий (табл.2) відноситься до всієї програми.
Оцінка комп'ютерного навчального курсу проводиться в такій послідовності (по крокам):
1. Кожне питання оцінюється за параметрами листа оцінки питальної групи ( Аi ), де i - номер питання програми.
2. Здійснюється оцінка питальної групи, як , де n - кількість запитань у програмі.
Таблиця 1
Лист оцінки питальної групи комп'ютерного навчального курсу
Питальна група | За організацією | Види | Б | К | І | Стратегія | дедуктивна | 5 | індуктивна | 10 | Педагогічні цілі | знання | 2 | розуміння | 4 | застосування | 6 | аналіз | 8 | синтез | 10 | Вид навчання, що вимірюється | відтворення | 2 | розпізнавання | 6 | повторне навчання | 10 | Рівень складності навчального навчаль | низький | 1 | матеріалу | середній | 5 | високий | 10 | Тип навчального завдання | вибір | 1 | розпізнавання | 3 | понятійне навчання | 5 | вивчення принципів | 8 | проблемний | 10 | Темп предявлення кадрів | з швидкістю, що фіксується | 1 | з перемінною швидкістю | 5 | саморегулюємий | 10 | Формування відповіді | вільне конструювання | 7 | з використанням граф. матеріалів | 10
Зворотній звязок | позитивні | 7 | а) види підкріплення | негативні (показчики на помилку) | 10 | б)режим підкріплення | на виході | 1 | переривчастий | 3 | після кожної позитивної відповіді | 5 | після кожної негативної відповіді | 7 | після кожної відповіді | 10 | в) інформація про результати | проста | 3 | правильна відповідь | 5 | пояснення | 10 | Використання обчислювача | з використанням обчислювача | 10 | Підсумок |
Де: Б - бал, що присвоюють при наявності параметра в питальній групі;
К - кількість питальних груп, що містять даний параметр;
І - результат від перемножування бала параметра на його кількість.
Таблиця 2
Лист оцінки типа програми комп'ютерного навчального курсу
Тип програми | За цілями | За адаптацією (вхідні дані) | Що пред'являють | 1 | Контроль психофізичних параметрів курсантів | 3 | Що перевіряють | 2 | Орієнтація на вербальні можливості | 4 | Що демонструють | 3 | Орієнтація на зорово-слухові можливості | 5
Ігрові | 4 | За корекцією | Що запитують | 5 | Жорстка структура | 1 | Що закріпляють | 6 | Огляд розділу | 5 | Що моделюють | 7 | Гнучка структура | 10 | Яких запитують | 8 | За методом оцінки помилок | З проблемно–орієнто-ваним-контролем | 9 | За загальною кількістю правильних відповідей
За загальною кількістю помилок | 2
4 | З комплексною формою навчання | 10 | За відношенням числа правильних відповідей
до числа помилок | 6 | З урахуванням класифікації помилок | 10 |
3. Проводиться оцінка структури програми по листу оцінки структури програми, як , де С - характеристика структури програми за метою (Ц), адаптацією (Д), корекцією (К), методом оцінки помилки (М) і визначається як С=ЦДКМ.
Якщо програма комбінованого типу, тоЦ=Ц1+0,1(Ц1+Ц2), де Ц1 - максимальний бал оцінки з використовуваних типів програм.
4. Визначається оцінка програми в цілому, як
, (2)
(3)
де v - функція числа питань;
z - кількість задач;
l - число блоків питань, що змінюються через 12-15 хвилин.
Отримані чисельні значення приводяться до шкали оцінок, зручної у використанні (табл.3).
Таблиця 3
Шкала оцінки ефективності комп'ютерного навчального курсу
Оцінка в балах | 5104 | 1105 | 5105 | 1106 | 5106 | 1107 | 5107 | 1108 | Оцінка у стенах | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Ефективність комп'ютерних навчальних курсів за цією методикою була перевірена в педагогічному експерименті.
Третій розділ “Експериментальні дослідження ефективності комп'ютерних навчальних курсів при навчанні курсантів вищого військового закладу освіти” - присвячено експериментальному дослідженню ефективності комп'ютерних навчальних курсів.
При проведенні педагогічного експерименту з визначення ефективності комп'ютерних навчальних курсів експериментальні і контрольні групи курсантів відбирались на основі:
1. Коефіцієнта інтелекту з урахуванням градації: слабкий тип (від 3,0 до 3,6); середній тип (від 3,7 до 4,1); сильний тип (від 4,2 до 5,0). Даний коефіцієнт вимірювався за стандартною методикою психологічною службою ВВЗО під час вступу курсантів до Севастопольського військово-морського інституту.
2.
Оцінок нервово-психічної усталеності (від 2 до 5) і емоційно-вольової усталеності (від 2 до 5). Показники також взяти нами з даних психологічної служби ВВЗО.
3.
Вступних оцінок з фізики і математики, як реально отриманих на іспиті (від 3 до 5), так і розрахованих за даними тестування абітурієнтів (від 2 до 5).
4.
Початкового рівня знань, умінь і навичок по хімії оцінюваного від 2 до 5.
Такі параметри були взяті з метою упорядкування контрольних і експериментальних груп і для виявлення кількісної оцінки зв'язку цих параметрів із якістю комп'ютерного навчального курсу. Були підібрані приблизно рівні за своїми показниками контрольні та експериментальні групи.
Порівнювались умови навчальної роботи курсантів у контрольній і експериментальній групах: заняття проводилися одночасно, по одній темі, розглядалися ті самі питання, вирішувалися однотипні задачі. У контрольних групах заняття проводилися під керівництвом викладача, у експериментальних - на електронно-обчислювальних машинах. Після закінчення заняття кожний курсант одержував оцінку. Проміжним і підсумковим контролем рівня знань, навичок і умінь були: контрольна робота з хімії, семестрові іспити з хімії, фізиці і математиці. Хімія, фізика і математика мають тісний кореляційний зв'язок, що дозволяє об'єктивно судити про результати впливи комп'ютерного навчального курсу на глибину формування знань, умінь і навичок курсантів. Дані експерименту опрацьовувалися статистичними методами аналізу (дисперсійний, кореляційний, регресійний). У кінцевому результаті, спостерігалось збільшення рівня знань у групах, що проходили навчання по хімії в дисплейному класі: 4, 42% по хімії в першому семестрі, 6,31% по хімії в другому семестрі, по фізиці і математиці приріст був однаковий - 0,49%, причому коефіцієнт інтелекту на 1,05% в експериментальній групі був нижче.
Для деяких тем занять були написані альтернативні машинні курси: три з них з термодинаміки (КНК-1, КНК-2, КНК-3), два - з будівлі атома, два -з електрохімії. Рівень знань, умінь і навичок курсантів при використанні на заняттях альтернативних курсів по одній темі був різним. При тому, чим більш високу оцінку в “стенах” по розробленій нами стеновій шкалі оцінок мав навчальний курс (КНК-1 - 4,9 стена, КНК-2 - 4,7 стенів, КНК-3 - 3,0 стена), тим більш високий рівень знань, умінь і навичок показували курсанти.
Ці залежності відображено:
для КНК-1 Pn = 0,733 + 0,264 (1 - 0,896 n-1), (4)
для КНК-2 Pn = 0,700 + 0,199 (1 - 0,890 n-1), (5)
для КНК-3 Pn = 0,756 - 0,145 (1 - 0,962 n-1). (6)
Очевидно, що КНК-1 і КНК-2 достатньо ефективні, але можна досягти і більшого ефекту, тому що є потенціал для удосконалювання.
Як показало статистичне опрацювання результатів експерименту методом найменших квадратів, методом довірчих інтервалів і вінзорізована оцінки параметрів - розбіжність між значеннями параметрів А і В моделі навчання розраховані по вихідних чинниках моделі й у ході прямого експерименту склало менше 5%.
Поставлена у відповідність кількісна оцінка ефективності комп'ютерного навчального курсу, що визначена за нашою методикою, параметрам моделі навчання з використанням комп'ютерних навчальних курсів. Так, якщо комп'ютерний навчальний курс за нашою методикою оцінюваний в 4,9 стена, те імовірність правильної відповіді на питання в процесі навчання має бути визначена по формулі (4), 4,7 стена відповідає рівняння (5) і 3,0 стіна - рівняння (6).
Експеримент показав, що упорядкування комп'ютерних навчальних курсів по розробленої нами стеновій шкалі, еквівалентно їхньому упорядкуванню по безпомилковості формування знань, умінь і навичок у курсантів.
Таким чином, була експериментально перевірена методика оцінки ефективності навчальних курсів у навчальному процесі вищого військово-морського закладу освіти.
ВИСНОВКИ
Проведене дослідження дозволило нам сформулювати такі висновки:
1. Методика оцінки компютерного навчального курсу побудована на основі такіх теоретичних підходах як системний та ергономічний. Головними дидактичними підходами є діяльнісний і особистісний. У основу створення методики оцінки ефективності комп'ютерних навчальних курсів покладено загальні принципи теорії управління, теорії інформації, військової педагогіки, психології. Головним критерієм оцінки ефективності комп'ютерного навчального курсу є імовірність досягнення цілі навчання.
2. Основними показниками, що впливають на ефективність компютерних навчальних курсів, є: зміст навчального матеріалу, навчальні можливості курсантів, дидактичні можливості компютерних навчальних курсів, форми і методи навчання при використанні ЕОМ.
Методика оцінки ефективності компютерного навчального курсу повинна базуватися на принципах відповідності комп'ютерного навчального курсу: поставленим цілям, умовам функціонування, циклічному управлінню і психологічним можливостям курсантів. Вона вимірялася стеновою шкалою оцінки ефективності комп'ютерного навчального курсу, у якій одиниця виміру “стен” - є інтегральною величиною.
На цій основі може бути розроблено алгоритм функціонування, якій залежить від реагування курсантами на запитання і завдання, що ставить до нього навчальний курс.
Основою для вимірювання зростання рівня знань, умінь і навичок курсантів є імовірнісна математична фукнціональна структурна модель навчання, що обгрунтована в дисертації.
3. Запропонована структура методики перевірена в педагогічному експерименті і підтвердила висунуту автором гіпотезу дослідження. Структура функціонування алгоритмів комп'ютерних навчальних курсів (за корекцією методики “огляд розділу” й “гнучка структура”) дозволила підвищити рівень навчання під час формуючого експерименту на 3,4%, що підтверджено відповідними актами реалізації.
Отже, підвищення якості підготовки військових спеціалістів безпосередньо пов'язано з якістю комп'ютерних навчальних курсів, що
