Оценка и анализ эффективности применения информационных технологий в образовании

Вихман, Виктория Викторовна

Темы диссертаций по педагогике » Общая педагогика, история педагогики и образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Оценка и анализ эффективности применения информационных технологий в образовании

Автореферат

Автор научной работы: Вихман, Виктория Викторовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Новосибирск
Год защиты: 2004
Специальность ВАК РФ: 13.00.01

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Оценка и анализ эффективности применения информационных технологий в образовании"

На правах рукописи

Вихман Виктория Викторовна

ОЦЕНКА И АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ

Специальность 13.00.01 — Общая педагогика, история педагогики

и образования

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Новосибирск - 2004

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Бобко Игорь Максимович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кошелев Александр Евдокимович

кандидат педагогических наук, с.н.с.

Молоков Юрий Григорьевич

Ведущее предприятие: Новосибирский институт повышения квалифика-

ции и переподготовки работников образования

Защита диссертации состоится «26» марта 2004 года в « 12 » часов на заседании диссертационного совета К.212.226.01 при Кузбасской государственной педагогической академии по адресу: 654027, г. Новокузнецк, пр-т. Пионерский, 13, КузГПА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кузбасской государственной педагогической академии.

Автореферат разослан <<^>» февраля 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одним из важнейших направлений в совершенствовании подготовки специалистов является разработка и использование информационных технологий обучения. Это форма обучения на основе сочетания традиционных средств и методов со средствами современных компьютерных технологий для приобретения знаний и умений, навыков. Проблема становления и развития информационных технологий обучения (ИТО) - многоаспектная и многогранная. Рассмотрению вопросов психолого-педагогического обоснования возможности их использования в образовании посвящены исследования известных педагогов и психологов Н.М.Амосова, С.И.Архангельского, Ю.К.Бабанского, В.П.Беспалько, В.М.Блинова, Т.В.Габая, П.Я.Гальперина, Б.С.Гершунского, И.М.Глушкова, А.М.Довгяло, В.Г.Домрачева, А.П.Ершова, Б.М.Кедрова, В.Л.Латышева, И.Я.Лернера, В.Я.Ляудис, И.В.Мгруссвой, Е.И.Машбица, В.П.Мизинцева, В.И.Михеева, В.М.Монахова, И.В.Роберт, А.Я.Савельева, Н.А. Селезневой, А.В.Соловова, Н.Ф.Талызиной, О.К.Тихомирова, Т.Р.Хабыриной, В.Ф.Шолохович, Д.Б.Эльконина и других. Значительная работа по исследованию адаптивных программных средств ведется под руководством И.М. Бобко при Сибирском институте образовательных технологий Российской Академии образования.

Эффективность обучения с помощью компьютера в значительной степени зависит от качества обучающих программ. При низком качестве этих программ компьютер, естественно, не оправдает тех надежд на повышение эффективности обучения, которые на него возлагают. Богатейшие демонстрационные возможности и высокая степень интерактивности компьютерной техники сами по себе не могут служить основанием для того, чтобы считать обучающую программу полезной. Эффективность программы целиком и полностью определяется тем, насколько она обеспечивает предусмотренные цели обучения, как ближайшие, так и отдаленные. При решении любого вопроса, начиная с использования графики и заканчивая индивидуализ^1|КШ'С1&№МАН4^Н(НМЬ: ¡у угла

должны быть поставлены учебные цели. Возможности компьютера должны быть проанализированы с точки зрения психологии, дидактики и использованы тогда, когда это необходимо с педагогической точки зрения. Не следует гнаться за внешним эффектом, обучающая система должна быть не эффектной, а эффективной. Несмотря на то, что стремительное развитие информационных технологий (прежде всего multimedia) вызвало волну интереса к компьютерному обучению, обеспечение качества и эффективности разрабатываемых обучающих программ остается на низком уровне. Следует отметить низкое качество учебных программных продуктов, разработанных различными коммерческими фирмами. В настоящее время проектирование обучающих программ идет от учебного предмета к обучающим воздействиям и завершается/ программной реализацией. Более того, эти программы, предназначены для решения производственных задач. В этом случае особенности обучения учитываются лишь на уровне интуитивных представлений разработчиков.

Существенным . пробелом, всех этих разработок, является практически полное отсутствие оценки эффективности компьютерных технологий обучения. В работах Образцова П.И., Фокина Ю.Г, Корзун М.М. делаются попытки ввести дифференцированные критерии, зависящие от форм и методов применяемых в ИТО: возможность индивидуализации, и профессиональной направленности обучения, использование компьютерной техники при подготовке специалистов различных профилей, достоверность и точность моделирования расчетов, степень разгрузки обучающих и обучаемых от трудоемких, рутинных операций по контролю обучения, расчетам и другие. Придерживаясь описательного пути, определяя качественные показатели по результатам решения определенных заданий, путем оценки ответов на вопросы и т.д., используя показатели важности, стоимости, весомости и т.п., исследователи устанавливают заданные критерии эффективности применения ИТО. Однако анализ показывает, что таким образом весьма сложно объективно и достоверно оценить знания, приобретенные за счет использования компьютерной и информационной техники.

Этот подход не позволяет определить количественные показатели эффективности процесса обучения, использование которых имеет ряд своих преимуществ и особенностей. Тем не менее, наличие качественных характеристик не только существенно, но безусловно необходимо, так как принципиально облегчает решение проблемы оценки эффективности применения ИТО в учебном процессе, получение более объективной картины обучения. Такая оценка или сравнительный анализ очень важны, поскольку помогают сориентироваться в выборе направлений, их развития и внедрения. Налицо объективно сложившееся противоречие между острой необходимостью информатизации учебного процесса на основе широкого применения ИТО и неразработанностью аппарата оценки эффективности их использования в учебном процессе.

Исходя из выше сказанного, сформулируем проблему исследования: оценка программных средств учебного назначения с целью повышения эффективности учебного процесса. Из поставленной проблемы, можно определить объект, предмет и цель исследования.

Объект исследования - учебный процесс с применением информационных технологий обучения.

Предмет исследования — обучающие программные средства. Цель исследования — разработка методик оценки качества обучающих программных средств и эффективности их применения в учебном процессе.

В соответствии с поставленной целью задачи исследования формулируются следующим образом:

• дать представление о понятии «информационная технология обучения»;

• обосновать применение системного анализа, применительно к обучающим программным средствам;

• разработать модель состава и структурную схему информационной системы «Анализатор качества обучающих программ»;

• систематизировать показатели качества обучающих программ;

• разработать методики оценки обучающей программы;

выбрать и обосновать критерии оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.

Методологическую основу исследования составляют системный подход, основанный на поиске и нахождении целостных характеристик изучаемых педагогических фактов . и явлений, концепция личностно-ориеитированного и личностно-деятельностного подхода к процессу обучения, теория формирования содержания общего и профессионального образования.

Методы исследования.. В ходе исследования были использованы следующие группы методов: теоретические (анализ литературы, проектирование результатов и процессов их достижения на различных этапах поисковой работы и др.); эмпирические (анкетирование, интервьюирование, беседы, экспертная оценка, изучение педагогической документации).

Опытно-экспериментальное исследование проводилось на базе образовательных учреждений г. Павлодара. В опытно-экспериментальной работе приняли участие около 2000 учащихся, преподавателей муниципального образования. Основные этапы исследования.

Первый этап (2000-2001 г.г.) поисковый. В ходе этого этапа осуществлялись выбор и формулирование проблемы исследования, выявлялись основные концептуальные идеи исследования, его приоритетные задачи и направления; проводился анализ литературы по проблеме исследования.

Второй этап (2001-2002 г.г.) аналитический. На данном этапе проводился констатирующий эксперимент, формулировались оценочные критерии качества программ учебного назначения, разрабатывались методики оценки их содержания и дидактического обеспечения.

Третий этап (2002-2003 г.г.) экспериментальный. Проводилась экспериментальная работа по опытной проверке предложенных методик. Обобщались и систематизировались материалы исследования, формулировались выводы и рекомендации по внедрению его результатов в практику, оформлялось диссертационное исследование.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. Исследованы проблемы внедрения новых информационных технологий обучения.

2. Использована методология системного анализа для оценки качества обучающих программных средств.

3. Предложена система показателей качества обучающих программных средств, содержащая программно-технические, методические, психолого-эргономические показатели.-

4. Выбраны и обоснованы критерии для оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.

5. Разработана методика оценки обучающих программ по предложенной системе показателей качества.

6. Разработана методика оценки обучающих программ на основе метода расстановки приоритета.

7. Определена модель состава и структурная схема информационной системы «Анализатор качества обучающих программ».

Теоретическая значимость результатов исследования обусловлена разработкой методик оценки качества обучающих программ, в обосновании применения системного анализа к оценке компьютерных программ учебного назначения, в систематизации показателей качества обучающих программ, что является вкладом в развитие подходов в оценке качества образования.

Практическая значимость диссертации заключается в том, что: 1. Разработанные методики оценки программного обеспечения учебного назначения, на основе методов системного анализа позволяют:

а) комплексно оценивать существующее программное обеспечение учебного назначения, т.е. по всем трем необходимым параметрам реализации обучающих программ;

б) оценивать одну или несколько в сравнении обучающих программных средств;

в) использовать сформированную систему критериев качества при создании новых обучающих программ.

2. Предложенная методика оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе дает возможность исследовать: как влияет использование обучающих программ на результат учебного процесса, т.е. на качество полученных знаний, степень и прочность усвоения учебной информации и т.п.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Для проведения комплексной оценки качества компьютерных программ учебного назначения необходимо построить модель состава и структуру информационно-аналитической системы «Анализатор качества обучающих программ» (АКОП). Система «АКОП» осуществляет диагностику качества обучающих программных средств, посредством корректировки действий объекта управления (Исследователя). В основу работы данной информационно-аналитической системы «АКОП» положены разработанные оценочные методики, базирующиеся на предложенной системе показателей качества обучающих программ.

2. В практике обучения с компьютерной поддержкой существует разнообразие форм и методов учебного процесса, которые демонстрируют определенную эффективность. Для проведения целостной квалиметрии обучающих программных средств - сформулируем и систематизируем показатели их качества, которые объединим в три группы: программно-техническая реализация, методическая обоснованность, психолого-эргономические аспекты.

3. Информатизация образования выдвигает перед преподавательским составом задачу оценки эффективности использования в учебном процессе современных технологий обучения, в частности, информационных. Для этих целей предлагается метод оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Региональной научной конференции «Философия

науки и техники: итоги XX века» (Новосибирск, 2000), Международной научно-практической конференции «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве» (Тирасполь, 2001), на Международной, научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании» (Кемерово, 2002), на: The 6th Russian-Korean International Symposium On,Science and.Technology «KORUS-2002» (Novosibirsk, 2002), на Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука, Техника, Инновации» (Новосибирск, 2002), на Международной конференции «Информационные системы и технологии» (Новосибирск, 2003). Публикации. По результатам исследования опубликовано 12 работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений. Общий объем работы 128 страниц, включая 37 таблиц и 24 рисунка..

Основное содержание работы

Во введении освещается и обосновывается актуальность исследуемой темы, определяются цели исследования основные задачи и методы их решения, излагаются основные результаты, выносимые на защиту, освещаются научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

Первая глава «Особенности новых информационных технологий обучения» диссертации посвящена раскрытию понятия «технология обучения», и «информационная технология обучения (НТО)» в частности. Раскрыта суть, и предпосылки возникновения ИГО, а также прогрессирующее, внедрение компьютерного обучения в систему образования. Кроме того, в данном разделе были представлены сравнительные показатели возможностей таких форм обучения, как традиционная и компьютерная.

Кроме этого, были выделены основные дидактические требования к педагогическим программным средствам, которые были выражены в следующих принципах: научности; наглядности; систематичности; связи теории с практи-

кой; связи коллективного и индивидуального в обучении; единства конкретного и абстрактного; доступности; сознательности и активности действий; прочности усвоения знаний.

Вторая глава «Системный анализ в диагностике обучающих программных средств» раскрывает попытку автора рассмотреть новую форму обучения, а именно обучение с компьютерной поддержкой, с точки зрения системного анализа. Методологической базой разработки методик для оценки качества обучающих программных средств, как модели построения эффективного обучения, является системный подход: Возможность его применения к педагогическим объектам основывается на системности как важном качестве объективной действительности. При системном подходе обучение рассматривается как двуединая деятельность преподавателя и учащегося, имеющая системный характер, и предметом анализа является взаимодействие между обучающим и обучаемым. Сложная совокупность взаимоотношений и связей преподавателя с обучаемым опосредуется через систему средств, методов и организационных форм обучения. Процесс обучения — это комплекс взаимосвязанных компонентов, объединенных общей целью функционирования и единством управления. Следовательно, вскрыть действительные условия, факторы эффективности обучения можно только на основе системного анализа взаимодействия учащегося и преподавателя. Это взаимодействие опосредованно выражается в структурной организации» процесса обучения, которая должна подвергнуться системному анализу.

Таким образом, система обучения с компьютерной поддержкой может быть построена, эффективно функционировать и развиваться, лишь, опираясь на сознательное, творческое овладение учениками достижениями научно-технического прогресса в целом. Необходимо отметить важный факт: управляющая роль обучающей программы состоит не в подмене преподавателя, а в мотивационной, психолого-педагогической и методической подготовке учеников к самоуправлению учебно-профессиональной деятельностью:

Эффективность системы обучения с компьютерной поддержкой определяется плодотворностью идей, которые положены в основу разработки ее компонентов, а также тем, насколько знакомы с этими идеями разработчики, ее реализующие. Поэтому большое место в данном исследовании отведено рассмотрению уровня реализации технических, методических и психологических аспектов в педагогических программных средствах.

В работе построен вариант модели состава системы для диагностики качества обучающих программных средств. Система состоит из четырех элементов: Обучающей Программы, Исследователя (Преподавателя), Обучаемого Контингента и Анализатора Качества Обучающей Программы. Структурная схема, отражающая функционирование системы для диагностики качества обучающих программных средств, представлена на рис.1. Отметим, что набор элементов обеспечивает минимальную жизнедеятельность системы, и система обладает функциональной полнотой.

Как видно из рисунка 1, лидирующее положение в системе занимает информационно-аналитическая система «Анализатор качества обучающих программных средств». В систему «АКОП» входят 6 подсистем, каждая из которых имеег соответствующий набор элементов. Структурную схему информаци-

онно-аналитической системы- «Анализатор качества обучающих программ» представим рисунком 2. Из рисунка. 2 видно, что информационно-аналитическая система «АКОП» осуществляет диагностику (оценку) обучающих программных средств, посредством корректировки действий объекта управления (Исследователя), по одной из трех стратегий (I, 2, 3). В случае стратегии 1. производится первичная оценка обучающего программного средства. Данный процесс состоит из следующих этапов: ввод входных данных (исследователь вводит информацию об обучающем программном средстве необходимую для проведения расчетов по выбранным методикам оценки), сохранение полученной информации в БД, оценка качества ОП (проведение не-

Рис. 2. Структурная схема информационно-аналитической системы «Анализатор качества обучающих программ»

посредственных расчетов качества обучающих программных средств), вывод результатов оценки качества исследуемых обучающих программ. Стратегия 2 показывает процесс вторичной оценки обучающего программного средства. От стратегии 1 она отличается отсутствием этапа «Ввод входных данных». И, наконец, стратегия 3. Данная стратегия позволяет модифицировать существующие, и создавать новые методики оценки на этапе «Редактор методик». На следующем этапе «Методики оценки» производится интеграция произведенных изменений в существующих методиках, и принимается решение о необходимо-

сти ввода дополнительных входных данных. В случае положительного решения, система возвращается на этап «Ввод входных данных». В противном случае, производится оценка качества ОП по измененной методике. Необходимо отметить, что в основу работы данной информационно-аналитической системы «АКОП» будут положены оценочные методикики методологические подходы, предложенные в главе 3.

В третьей главе «Квалиметрия обучающих информационных систем» работы проводится систематизация показателей качества обучающих программных средств. Показатели качества разбиты на три группы: программно-техническая реализация, методическая обоснованность психолого-эргономические аспекты. В каждой группе выделено по 10 оценочных критериев. Сформулируем критерии «Программно-технической реализации» для оценки самой программы:

/. адаптация под современные операционные системы,

2. использование качественной графики,

3. применение динамических эффектов (анимация).

4. наличие звукового сопровождения.

5. возможность выбора последовательности объема и темпа работы.

6. открытость для модернизаиии содержания учебных курсов.

7. гарантирование: а) работы программы при неправильном нажатии кча-

виш: б) остановки программы в любой момент (безриска сбоев).

8. возможность повторять отдельные части программы (или пропустить их).

9. возможность отмены ввода.

Ю.нашчие средства адаптации к обучаемому.

Далее перечислим критерии «Методической обоснованности» оценки качества построения обучающей программы:

1. наличие теории обучения в данном программном средстве,

2. применение новой образовательноймодели, подхода

3. дружественный интерфейс общения с педагогическим программным средством,

4. идентичность языка и обозначений, используемых в программе, предметной области,_

5. возможность: а)расширения кругарешениязадач: б) выхода в смежные области знаний.

6. реализация принципа своевременного выявления и исправления ошибок.

7. наличие образовательной иенности,

8. взаимосвязи между целями, содержанием и методами.

9. оказание содействия педагогу-предметнику,

10. способствование новым формам обучения на стыке смежных предметных областей.

И, наконец; представим критерии «Психолого-эргономические аспекты»:

/. стилевое единство.

2.. унификация формы, расположения и функции стандартных клавиш,

3. ограниченность высвечиваемой информации на экране,

4. четкость представления текста и графиков. Использование единых графическихобразов,

5. адекватность содержания изображению на экране.

6: соблюдение разумного соотношения между неиспользуемым пространством и текстом^ /графикой,

7. выделение наиболее важных элементов информации

8. учитывание в шрифтах критерия читабельности

9. наличие однозначности буквенных обозначений

10. использование мультимедиа на основе принципа разумной достаточности.

Систематизированные показатели качества и выделенные в них критерии, положены в основу методик оценки обучающих программных средств. 1-ая Методика оценки обучающих программ по предложенной системе показателей качества.

15 1

9 8

г±Г

— 1«« -

. Ря-Н.

В данной методике оцениваются выбранные обучающие программы по 3-м параметрам «Программно-техническая реализация», «Методическая обоснованность», «Психолого-эргономические аспекты», используя предложенные выше оценочные критерии.

Каждой характеристике (критерию) назначается свой весовой коэффициент.

Затем рассчитываются показатели качества для каждой ОП по каждой характеристике (критерию), итоговая оценка качества для каждой ОП по трем парамет-

12 3 4 Обучающая программа

Рис. 3. Рейтинг ОГ1 по «Программно-технической реализации»

рам, интегральный показатель качества всех ОП по трем параметрам («Программно-техническая реализация», «Методическая обоснованность», «Психолого-эргономические аспекты»). Весовой коэффициент для каждого параметра, исходя из степени значимости, положим следующие: «Программно-техническая реализация» - 0,15; «Методическая обоснованность» - 0,55; «Психолого-

эргономические аспекты» - 0,3. В результате, чем больше значение интегрального показателя качества, тем выбираемая ОП лучше. Наглядно результат оценки (рейтинг) выбранных для исследования обучающих программ представляется графически: с помощью диаграммы на рис. 3 и сравнение по шкале отношений на рис. 4.

2-ая Методика оценки обучающих программ средств методом расстановки приоритетов.

Для обоснованного выбора программного средства учебного назначения используется метод расстановки приоритетов, предложенный В А Блюмбергом и В.Я; Глушенко. Этот метод позволяет повысить достоверность экспертных оценок. Метод заключается в определении комплексного приоритета функций варианта или свойства при наличии частных критериев. Обучающие программы сравниваются по выборке значимых критериев качества, из предложенных выше системы критериев. Вариант, для которой получено наибольшее значение считается наилучшим из сравниваемых.

0.3

Рис.4. Сравнения четырех подсистем по итоговой оценке показателя качества по параметру «Программно-техническая реализация»

3-ая методика: Выбор и обоснование критериев оценки дидакт ической эффективности применения обучающихинформаиионныхсистем. Для определения эффективности ИТО исходили из следующей формулы:

где Э - эффективность ИТО; - сумма оценок, полученных экспериментальной группой по итогам обучения с использованием ИТО; Б0— сумма оценок, полученных контрольной группой. Следует отметить, что оценка эффективности проводится дважды: сразу после завершения занятий в группе - с целью уяснения знаний, сформированных навыков и умений, и после истечения определенного времени - с целью уяснения их прочности. Для второго среза (по опыту экспериментального обучения) целесообразно проводить отсроченный (как правило через месяц) опрос обучаемых. Для определения коэффициент оценки (уровня знаний) АГ0используется:

где ЛГ^о - балл группы, полученный с использованием ИТО; КТ — балл группы, полученная при традиционной технологии обучения.

В качестве второго коэффициента, с помощью которого оценивалось использование ИТО, являетсякоэффициент времени КТ:

где Та- время,, затраченное на изучение темы (раздела, курса) с применением ИТО; время, затраченное на изучение такой же дозы учебной информации с использованием традиционной технологии обучения/Кроме этого, в методику были положены вычисления: выигрыша в среднем времени контроля; выигры-

ша по времени для преподавателя; выигрыша в объеме информации; выигрыша в эффективности обучения.

Четвертая глава диссертации «Опытно-экспериментальные исследования» посвящена проведению экспериментальной работы по апробации созданных методик.

1-ая Методика. После того как нами получены результаты по всем трем группам критериев, данные представлены в виде диаграммы эффективности обучающих программ по: программно-технической реализации (№1), методической обоснованности (№2), психолого-эргономическим аспектам (№3) и на сводной диаграмме результатов (рис. 5). .

Для апробации были выбраны обучающие программы по физике: «Физика в картинках 6.2»(ФИЗИКОЩ.«1СРепетитор.Физика» (1С), «Уроки физики» (Кирилл и Мефодий). «Физика. Версия 2.0» (Северный очаг). После вычисления значимости каждой обучающей программы получено, что обучающая программа №2 признана лучшей из сравниваемых.

2-ая Методика: Используя полученные результаты, был вычислен комплексный приоритет исследуемых обучающих информационных систем. ОП №2 - «1С:Репетитор. Физика» (?!„„„„„ ~ 0,305) считается наилучшей из сравниваемых подсистем.

3-ая Методика: Для реализации были созданы две группы: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ (с применением компьютера в учебном процессе) И КОНТРОЛЬНАЯ (с традиционной формой обучения). Проведены расчеты и получены следующие результаты исследования:

а) Расчет степени усвоения учебного материала. Получено, что в экспериментальной группе степень усвоения возросла на 0,32 балла, а в контрольной -упала на 0,1 балл. Эффективность обучения с ИТО выше в 1,3 раза. Проверка достоверности полученных результатов показала, что в экспериментальной группе результат аналогичного повторного среза будет с 95% вероятностью лежать в области от 3,96 баллов до 4,58 баллов, а в контрольной - от 3,32 баллов до 4,08 баллов.

б) Расчет прочности усвоения учебного материала. Получено, что в экспериментальной группе прочность усвоения снизилась лишь на 0,1 балл, а в контрольной — снизилась на 0,4 балл. Эффективность обучения с ИТО выше в 1,3 раза. Проверка достоверности полученных результатов показала, что в экспериментальной группе результат аналогичного повторного среза будет с 95% вероятностью лежать в области от 3,74 балла до 4,36 баллов, а в контрольной - от 3,27 баллов до 3,73 баллов.

в) Значение коэффициента оценки (уровня знаний) составляет 1,2. Следовательно, использование ИТО эффективнее традиционного обучения в 1,2 раза.

г) Значение коэффициента времени составляет 0,6. При эффективном использовании ИТО коэффициент времени должен быть меньше единицы.

д) Расчет среднего времени контроля. Получено, что в экспериментальной группе среднее время контроля составляет 28,64 минуты, а в контрольной— 47

минут, т.е. с применением компьютера в обучении среднее время контроля сокращается в 1,6 раз.

е) Расчет выигрыша во времени для преподавателя при автоматизированном контроле. Получено, что выигрыш составляет.1,5.

ж) Расчет выигрыша в объеме информации. Вычисления показывают, что выигрыш по объему информации при автоматизированном контроле составляет 3,3 раза.

з) Расчет выигрыша в эффективности обучения. Вычисления показывают, что выигрыш составляет 1,11.

Заключение

1. Для проведения целостной квалиметрии обучающих программных средств систематизированы показатели качества обучающих программных средств. Система содержит три группы: «Программно-техническая реализация», «Методическая обоснованность», «Психолого-эргономические аспекты», в каждой группе по 10 оценочных критериев

2. Предложены и реализованы методики оценки обучающих программ: по предложенной системе показателей качества и на основе метода расстановки приоритета. Первая из методик оценки качества обучающих программ основана на использовании системы оценочных критериев (характеристик). Суть данной методики в поэтапной оценке ОП по каждому из 3-х параметров с последующим расчетом интегрального показателя качества ОП (метод многокритериальных задач). Вторая методика: для обоснованного выбора ОП применяется метод расстановки приоритетов, составляя матрицы смежности и вычисляя комплексный приоритет.

3. Разработана и реализована методика оценки эффективности использования обучающих программ. Экспериментальные данные показали не только эффективность применения информационных технологий обучения в учебном

процессе, но и ее (эффективности) возрастание с ростом интегрального показателя качества обучающей программы.

Таким образом, подводя итог вышесказанному, отметим, что создавая обучающие программы, для достижения эффективного обучения необходимо учитывать целый ряд дидактических и психологических принципов взаимодействия компьютерной программы с обучаемым и технический уровень ее реализации.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Бобко И.М., Вихман В.В. Необходимость учета психологических аспектов представления информации на экране дисплея в обучающих системах.: Сб. науч. тр./ Под ред. И. М. Бобко.- Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т , 2002.-С. 21-24.

2. Вихман.В.В. Анализ требований предъявляемых к компьютерным обучающим программным средствам Сб. науч. трудов НГТУ, 2002. - № 2(28).-С. 142-145.

3. Вихман В.В. К вопросу о требованиях предъявляемых к обучающим программным средствам.: Сб. науч. тр./ Под ред. И. М. Бобко. Новосибирск: Новосиб. гос, ун-т, 2002.- С. 25-30.

4. Вихман В.В. К вопросу о ценностных аспектах информации/Философия науки и техники: итоги XX века: Материалы Региональной науч. конф./ Новосиб. гос. тех. ун-т.- Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2000, С. 88-93.

5. Вихман В.В. Выявление критериев оценки качества обучающих программных средств. НАУКА. ТЕХНИКА. ИННОВАЦИИ// Материалы докладов региональной науч. конф. Студентов, аспирантов и молодых ученых в 5 -ти частях. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. 4.2. - С.7-8.

6. Вихман В.В. Качество обучающих программ как показатель эффективности компьютеризации обучения. Математическое моделирование в образовании, науке и производстве: Материалы междунар. научно- практ.

конф./ Приднес. Гос. Ун-т им Т.Г. Шевченко.- Тирасполь: РИО ПТУ, 2001.-С. 374-349.

7. Вихман В.В. Комплексный подход к критериям оценки качества обучающих программ. Новые информационные технологии в университетском образовании: Тез. междунар. научно-метод. конф./ Кемер. гос. ун-т, Ин-т дискр. мат. и информ., Кемерово: ЮГУ, 2002.- С. 124-125.

8. Вихман В.В. О роли, месте и значение новых информационных технологий в учебном процессе// Сб. науч. трудов НГТУ, 2001. — № 3(25). - С. 7985.

9. Вихман В.В. Особенности внедрения информационных технологий в образовательную систему // Сб. науч. трудов НГТУ, 2000. - № 5(22). - С. 131-134.

Ю.Вихман В.В. Подход к выявлению качества обучающих программ. Materials the 6th Russian-Korean international symposium/ Kopyc 2002.-Новосибирск: НГТУ, 2002.- С. 145.

11.Вихман В.В. Параметры оценки эффективности компьютерного обучения. Материалы конференции.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. Ч.З.-С.7

12.Вихман В.В. Реализация методики оценки эффективности обучающих программных средств // Сб. науч, трудов НГТУ, 2003. - №1(31). - С. 145149.

Подписано в печатьУУ.^04 г. Формат 60x84x1/16 Бумага офсетная. Тираж 90 экз. Печ. л. 1,5.

Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К.Маркса, 20

. 4348

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Вихман, Виктория Викторовна, 2004 год

Введение.

Глава 1Особенности новых информационных технологий обучения.

1.1. Понятие информационной технологии обучения.

1.2. Компьютерное обучение как новая форма организации учебного процесса.

1.3. Сравнение форм обучения: «традиционное обучение -компьютерное обучение».

1.4. Дидактические требования к педагогическим программным средствам.

1.5. Выводы.

Глава 2. Системный анализ в диагностике обучающих программных средств.

2.1. Задачи системного анализа применительно к обучающим программным средствам.

2.2. Подход к построению модели состава и структурной схемы системы диагностики качества обучающих программ.

2.3. Информационно-аналитическая система «Анализатор качества обучающих программ».

2.4. Качественная и количественная оценка системы.

2.4.1. Методы качественной оценки систем.

2.4.2. Методы количественной оценки систем.

2.5. Выводы.

Глава 3. Квалиметрия обучающих программных средств.

3.1. Определение показателей качества обучающих программ.

3.1.1. Программно-техническая реализация.

3.1.2. Методическая обоснованность.

3.1.3. Психолого-эргономические аспекты.

3.2. Методика оценки качества обучающих программ по предложенной системе критериев.

3.3. Методика оценки качества обучающих программ методом расстановки приоритетов.

3.4. Выбор и обоснование критериев эффективности использования обучающих программ в учебном процессе.

3.5. Выводы.

Глава 4. Опытно-экспериментальные исследования.

4.1. Выбор обучающих программ для исследования.

4.2.0ценка обучающих программ с помощью системы предложенных критериев.

4.3. Оценка обучающих программ с помощью метода расстановки приоритетов.

4.4. Оценка достоверности результатов.

4.5. Доказательство корректности предложенных методик оценки качества обучающих программ.

4.5.1. Расчет степени и прочности усвоения учебного материала.

4.5.2. Коэффициент оценки (уровня знаний).

4.5.3. Коэффициент времени.

4.5.4. Среднее время контроля.

4.5.5. Выигрыш по времени для преподавателя.

4.5.6. Выигрыш в объеме информации.

4.5.7. Выигрыш в эффективности обучения.

4.6. Выводы.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Оценка и анализ эффективности применения информационных технологий в образовании"

Одним из важнейших направлений в совершенствовании подготовки специалистов является разработка и использование информационных технологий обучения. Это форма обучения на основе сочетания традиционных средств и методов со средствами современных компьютерных технологий для приобретения знаний, умений и навыков [3]. Можно выделить два основных направления компьютеризации. Цель первого - обеспечить всеобщую компьютерную грамотность, в этом случае компьютер является объектом изучения. Цель второго - использовать компьютер в качестве средства, повышающего эффективность обучения. Эти направления не исключают друг друга, каждое из них имеет свои особенности и требует решения разных проблем.

Проблема становления и развития информационных технологий обучения (ИТО) - многоаспектная и многогранная. Рассмотрению вопросов психолого-педагогического обоснования возможности их использования в образовании посвящены исследования известных педагогов и психологов Н.М. Амосова, С.И. Архангельского, Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, Б.С. Гершунского, В.М. Блинова, Т.В. Габая, П.Я. Гальперина, И.М. Глушкова, B.J1. Латышева,

A.M. Довгяло, В.Г. Домрачева, И.В. Марусевой, А.П. Ершова, Б.М. Кедрова, И.Я. Лернера, В.Я. Ляудис, Е.И. Машбица, В.П. Мизинцева, В.И. Михеева,

B.М. Монахова, И.В. Роберт, А.Я. Савельева, Н.А. Селезневой, А.В. Соловова, Н.Ф. Талызиной, O.K. Тихомирова, Т.Р. Хабыриной, В.Ф. Шолохович и других.

Эффективность обучения с помощью компьютера в значительной степени зависит от качества обучающих программ. При низком качестве этих программ компьютер не оправдает тех надежд на повышение эффективности обучения, которые на него возлагают. Богатейшие демонстрационные возможности и высокая степень интерактивности компьютерной техники сами по себе не могут служить основанием для того, чтобы считать обучающую программу полезной. Эффективность программы целиком и полностью определяется тем, насколько она обеспечивает предусмотренные цели обучения, как ближайшие, так и отдаленные. При решении любого вопроса, начиная с использования графики и заканчивая индивидуализацией обучения, во главу угла должны быть поставлены учебные цели. Возможности компьютера должны быть проанализированы с точки зрения психологии, дидактики и использованы тогда, когда это необходимо с педагогической точки зрения. Не следует гнаться за внешним эффектом, обучающая система должна быть не эффектной, а эффективной [9].

Несмотря на то, что стремительное развитие информационных технологий (прежде всего multimedia) вызвало волну интереса к компьютерному обучению, обеспечение качества и эффективности разрабатываемых обучающих программ остается на низком уровне. Следует отметить низкое качество учебных программных продуктов, разработанных различными коммерческими фирмами [18-19, 50, 99]. Так в Германии и Франции, например, из 4000 программных средств только 80, т.е. 2% отвечают минимальным критериям качества. Такая же ситуация в Польше, Англии и Швейцарии. В настоящее время проектирование обучающих программ идет от учебного предмета к обучающим воздействиям и завершается программной реализацией. Более того, эти программы, предназначены для решения производственных задач. В этом случае особенности обучения учитываются лишь на уровне интуитивных представлений разработчиков. Представляется целесообразным выделить три группы проблем, связанных с применением компьютера в учебном процессе: первая относится к теории обучения, вторая - к технологии компьютерного обучения, а третья - к проектированию обучающих программ [20,21-22, 95].

Как утверждает И.В. Роберт [80]: «.Современные информационные технологии дали новый импульс для генерирования методов и концепций компьютерного обучения - от разработки педагогических программных средств до педагогической теории конструктивизма». Компьютером предоставляются такие новые методические возможности, которые нельзя заменить каким-либо иным средством. Эти средства порождают нетрадиционные методики, ядром которых выступает информационная модель. Методическая работа с информационной моделью представляется как исследование модели. Именно в качестве этого исследования реализуется сотрудничество: «обучающая программа - обучаемый».

Информационная модель - это достаточно продуктивное и эффективное средство обучения. Причем, это средство в многоуровневом представлении: уровень общей стратегии проектирования образцов новых информационных технологий, уровень обоснования использования конкретных информационных моделей, уровень построения информационной модели, уровень методических рекомендаций по использованию учащимися информационной модели, уровень обсуждения учащимися результатов исследования модели» [В.М. Монахов].

Существенным пробелом всех разработок является практически полное отсутствие оценки эффективности компьютерных технологий обучения. В работах Образцова П.И. [71-72], Фокина Ю.Г, Корзун М.М. [96] делаются попытки ввести дифференцированные критерии, зависящие от форм и методов применяемых в информационных технологиях обучения (ИТО): возможность индивидуализации и профессиональной направленности обучения, использование компьютерной техники при подготовке специалистов различных профилей, достоверность и точность моделирования расчетов, степень разгрузки обучающих и обучаемых от трудоемких, рутинных операций по контролю обучения, расчетам и другие. Придерживаясь описательного пути, определяя качественные показатели по результатам решения определенных заданий, путем оценки ответов на вопросы и т.д., используя показатели важности, стоимости, весомости и т.п., исследователи устанавливают заданные критерии эффективности применения ИТО [59]. Однако анализ показывает, что таким образом весьма сложно объективно и достоверно оценить знания, приобретенные за счет использования компьютерной и информационной техники, и прежде всего их творческое умение использовать ее, учесть при этом не только прямые, но и косвенные показатели качества обучения. Эти оценки зачастую чрезмерно субъективны и недостаточно точны и последовательны.

Оценивая эффективность применения ИТО таким образом, преподаватели не получают полной информации о действительном состоянии сформированных знаний, навыков и умений у обучаемых, а тем более о процессах их приобретения. Этот подход не позволяет определить количественные показатели эффективности процесса обучения, использование которых имеет ряд своих преимуществ и особенностей. Кроме того, наблюдается стремление специалистов опираться на сложный математический аппарат, что делает расчеты громоздкими и трудноприменимыми в практической деятельности. Тем не менее, наличие качественных характеристик не только существенно, но, безусловно, необходимо, так как принципиально облегчает решение проблемы оценки эффективности применения ИТО в учебном процессе, получение более объективной картины обучения. Такая оценка или сравнительный анализ очень важны, поскольку помогают сориентироваться в выборе направлений, их развития и внедрения. Налицо объективно сложившееся противоречие между острой необходимостью информатизации учебного процесса на основе широкого применения ИТО и неразработанностью аппарата оценки качества обучающих программ и эффективности их использования в учебном процессе.

Исходя из выше сказанного, сформулируем проблему исследования: оценка качества программных средств учебного назначения с целью повышения эффективности учебного процесса.

Исходя из поставленной проблемы, можно определить объект, предмет и цель исследования.

Объект исследования - учебный процесс с применением информационных технологий обучения.

Г1 р e;i м ет и с сл ед о в а п и я - обучающие программные средства.

Щуп, исследовании - разработка методик оценки качества обучающих программных средств и эффективности их применения в учебном процессе.

Цель, объект и предмет позволили сформулировать гипотезу исследования. В основу гипотезы исследования положено предположение о том, что эффективность применения информационных программных средств в технологиях обучения зависит от ряда значимых факторов:

1. Качество обучающих программных средств, выраженное через его показатели, учитывающие их программно-техническую реализацию, методическую (в том числе дидактическую) обоснованность и поддержку, психолого-эргономическую комфортность использования.

2. Наличие доступной пользователю методики оценки пригодности обучающих информационных (в частности, компьютерных, программных) средств для конкретной образовательной технологии.

3. Умение пользователя определять эффективность использования информационных программных средств в обучении, по конкретному предмету, дисциплине.

В соответствии с поставленной целью задачи исследования формулируются следующим образом:

• обосновать применение системного анализа, применительно к обучающим программным средствам;

• разработать структурную схему информационной системы «Анализатор качества обучающих программ»;

• систематизировать показатели качества обучающих программ;

• разработать методики оценки обучающей программы;

• выбрать и обосновать критерии оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.

Метолологнческую основу исследования составляют системный подход, основанный на поиске и нахождении целостных характеристик изучаемых педагогических фактов и явлений, концепция личностно-ориентированного и личностно-деятельностного подхода к процессу обучения, теория формирования содержания общего и профессионального образования.

Методы исследования. В ходе исследования были использованы следующие группы методов: теоретические (анализ литературы, проектирование результатов и процессов их достижения на различных этапах поисковой работы и др.); эмпирические (анкетирование, интервьюирование, беседы, экспертная оценка, изучение педагогической документации).

Научная новизна исследования заключается в следующем: 1. Предложена система критериев (программно-технические, методические, психолого-эргономические аспекты) и показатели качества обучающих программных средств, входящих в эти критерии, а также критерии для оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.

2. Разработаны методика оценки обучающих программ по предложенной системе показателей качества и методика оценки обучающих программ с помощью метода расстановки приоритета.

3. Определена структурная схема информационной системы «Анализатор качества обучающих программ». В систему «АКОП» входят 6 подсистем (Блок ввода входных данных, оценочный блок, методики оценки, редактор методик, БД входных данных), каждая из которых имеет соответствующий набор элементов.

Теоретическая значимость результатов исследования определяется использованием методологии системного анализа для оценки качества обучающих программ. Исследованием проблемы квалиметрии обучающих программных средств. Выработкой подхода к построению модели системы диагностики качества образования.

Практическая значимость диссертации заключается в том, что разработанная информационно-аналитическая система «Анализатор качества обучающих программ» позволяет:

1. использовать сформированную систему критериев качества при создании новых обучающих программ;

2. оценивать результаты, качество и степень усвоения учебного содержания.

На защиту выносятся следующие положения;

1. Структура информационно-аналитической системы «Анализатор качества обучающих программ» (АКОП). Система «АКОП» осуществляет диагностику качества обучающих программных средств, посредством корректировки действий объекта управления (Исследователя). В основу работы данной информационно-аналитической системы «АКОП» положены разработанные оценочные методики, базирующиеся на предложенной системе показателей качества обучающих программ.

2. Для проведения целостной квалиметрии обучающих программных средств, предложена система показателей их качества. Система содержит показатели качества, которые разбиты на три критерия: программно-техническая реализация, методическая обоснованность, психолого-эргономические аспекты. В каждой группе выделено по 10 оценочных показателей.

3. Перед разработчиками и пользователями обучающих программных средств встает задача оценки эффективности использования их в учебном процессе. В связи с этим предлагается метод оценки дидактической эффективности применения обучающих программ в учебном процессе.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и заслужили одобрение на: Международной научно-практической конференции «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве» (Тирасполь, 2001), на Международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании» (Кемерово, 2002); Международной конференции «Информационные системы и технологии» (Новосибирск, 2003); Региональной научной конференции «Философия науки и техники: итоги XX века» (Новосибирск, 2000); Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука, Техника, Инновации» (Новосибирск, tV»

2002); The 6 Russian-Korean International Symposium On Science and Technology «KORUS-2002» (Novosibirsk, 2002). Публикации. По результатам исследования опубликовано 12 работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений. Общий объем работы 128 страницы, включая 37 таблиц и 24 рисунка.

Заключение диссертации научная статья по теме "Общая педагогика, история педагогики и образования"

4.6. Выводы

1. Реализована методика оценки качества обучающих программ по предложенной системе критериев. Нами были рассчитаны: показатели качества по каждому критерию, итоговая оценка, интегральный показатель качества каждой ОП, и на основании полученных расчетов сделаны выводы: по результатам проведения данной методики получено, что реализация всех трех критериев (программно-техническая реализация, методическая (педагогическая) обоснованность, психолого-эргономические аспекты) в обучающей программе №2 («1С: Репетитор. Физика») лучше.

2. Реализована методика оценки качества обучающих программ методом расстановки приоритетов. Для получения результатов были составлены матрицы смежности по каждому из определенных ранее показателей сравнения и вычислен комплексный приоритет-Р/компл. . В результате программное средство учебного назначения, для которого получено наибольшее значение '/комш. считается наилучшим из сравниваемых. В итоге, ОП №2 - «1С:Репетитор.Физика» считается наилучшим из сравниваемых.

3. Реализована методика оценки эффективности использования обучающих программ в учебном процессе. Для реализации были созданы две группы: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ (с применением ОП) и КОНТРОЛЬНАЯ (по традиционной методике). Проведены следующие расчеты и получены следующие результаты: а) Расчет степени усвоения учебного материала. Получено, что в экспериментальной группе степень усвоения возросла на 0,32 балла, а в контрольной - упала на 0,1 балл. Эффективность обучения с ОП высокого качества выше в 1,3 раза. Проверка достоверности полученных результатов показала, что в экспериментальной группе результат аналогичного повторного среза будет с 95% вероятностью лежать в области от 3,96 баллов до 4,58 баллов, а в контрольной - от 3,32 баллов до 4,08 баллов. б) Расчет прочности усвоения учебного материала. Получено, что в экспериментальной группе прочность усвоения снизилась лишь на 0,1 балл, а в контрольной - снизилась на 0,4 балл. Эффективность обучения с ОП высокого качества выше в 1,3 раза. Проверка достоверности полученных результатов показала, что в экспериментальной группе результат аналогичного повторного среза будет с 95% вероятностью лежать в области от 3,74 балла до 4,36 баллов, а в контрольной - от 3,27 баллов до 3,73 баллов.

Достоверность различий контрольной и экспериментальной групп оценивалась непараметрическим методом статистического анализа по критерию Манна-Уитни и отразила высокую значимость (р<0.01) (SPSS Professional Statistics 6.1) [105]. в) Значение коэффициента оценки (уровня знаний) составляет 1,2. Следовательно, использование ОП высокого качества эффективнее ОП низкого качества в 1,2 раза. г) Значение коэффициента времени составляет 0,6. При эффективном использовании ОП высокого качества коэффициент времени должен быть меньше единицы. д) Расчет среднего времени контроля. Получено, что в экспериментальной группе среднее время контроля составляет 28,64 минуты, а в контрольной - 47 минут, т.е с ОП высокого качества в обучении среднее время контроля сокращается в 1,6 раз. е) Расчет выигрыша во времени для преподавателя при контроле с ОП высокого качества. Получено, что выигрыш составляет 1,5. ж) Расчет выигрыша в объеме информации. Вычисления показывают, что выигрыш по объему информации при контроле с ОП высокого качества составляет 3,3 раза. з) Расчет выигрыша в эффективности обучения. Вычисления показывают, что выигрыш с ОП высокого качества составляет 1,11.

Таким образом, полученные результаты говорят о достоверности созданных оценочных методик. Это связано с тем, что в ходе экспериментальной работы было получено: учебный процесс с применением ОП эффективнее, чем учебный процесс по традиционной методике, без применения ОП.

Необходимо отметить следующее, что для демонстрации диагностики оценки обучающих программ нами было создана стартовая версия программного средства «АКОП». С помощью этого средства можно оценить ОП как по созданным нами методикам, так и внести свои методики для оценки (редактор для создания новых методик).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С развитием новых информационных технологий, внедрение компьютерной техники в учебный процесс становится все более активным. В данной работе автором предпринята попытка применить методологию системного анализа к оценке качества программного обеспечения учебного назначения и дидактической эффективности использования информационных технологий обучения.

Методологической базой разработки методик для оценки качества обучающих программных средств, как модели построения эффективного обучения, явился системный подход. Возможность его применения к педагогическим объектам основывается на системности как важном качестве объективной действительности. При системном подходе обучение рассматривается как двуединая деятельность преподавателя и студента, имеющая системный характер, и предметом анализа является взаимодействие между обучающим и обучаемым. Сложная совокупность взаимоотношений и связей преподавателя с обучаемым опосредуется через систему средств, методов и организационных форм обучения.

В данной диссертации нами были получены следующие результаты:

1. Система показателей качества обучающих программ.

Система содержит три критерия: «Программно-техническая реализация», «Методическая обоснованность», «Психолого-эргономические аспекты» и 10 оценочных показателей, входящих в них.

2. Методики оценки качества обучающей программы (ОП).

Первая из методик оценки качества обучающих программ основана на использовании системы оценочных показателей. Данные показатели объединены в три критерия, в каждом критерии по 10 оценочных показателей. Суть данной методики в поэтапной оценке ОП по каждому из 3-х критериев с последующим расчетом интегрального показателя качества ОП (метод многокритериальных задач). Для обоснованного выбора ОП применяется метод расстановки приоритетов, составляя матрицы смежности и вычисляя комплексный приоритет.

3.Критерии оценки дидактической эффективности информационных технологий обучения. К ним отнесены: коэффициент оценки (уровень знаний); временной коэффициент; степень и прочность усвоения материала; среднее время контроля; выигрыш по времени для преподавателя; выигрыш в объеме информации; выигрыш в эффективности обучения.

4. Реализована методика оценки качества обучающих программ по предложенной системе критериев. Нами были рассчитаны: показатели качества по каждому критерию, итоговая оценка, интегральный показатель качества каждой ОП, и на основании полученных расчетов сделаны выводы: по результатам проведения данной методики получено, что реализация всех трех критериев (программно-техническая реализация, методическая (педагогическая) обоснованность, психолого-эргономические аспекты) в обучающей программе №2 («1С: Репетитор. Физика») лучше.

5. Реализована методика оценки качества обучающих программ методом расстановки приоритетов. Для получения результатов были составлены матрицы смежности по каждому из определенных ранее показателей сравнения и вычислен комплексный приоритет ^Компл. • В результате программное средство учебного назначения, для которого получено наибольшее значение */компл. считается наилучшим из сравниваемых. В итоге, ОП №2 - «1С:Репетитор.Физика» считается наилучшим из сравниваемых.

6. Реализована методика оценки эффективности использования обучающих программ в учебном процессе. Для реализации были созданы две группы: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ (с применением ОП) и КОНТРОЛЬНАЯ (по традиционной методике). Проведены следующие расчеты и получены следующие результата: а) Расчет степени усвоения учебного материала. Получено, что в экспериментальной группе степень усвоения возросла на 0,32 балла, а в контрольной - упала на 0,1 балл. Эффективность обучения с ОП высокого качества выше в 1,3 раза. Проверка достоверности полученных результатов показала, что в экспериментальной группе результат аналогичного повторного среза будет с 95% вероятностью лежать в области от 3,96 баллов до 4,58 баллов, а в контрольной - от 3,32 баллов до 4,08 баллов. б) Расчет прочности усвоения учебного материала. Получено, что в экспериментальной группе прочность усвоения снизилась лишь на 0,1 балл, а в контрольной - снизилась на 0,4 балл. Эффективность обучения с ОП высокого качества выше в 1,3 раза. Проверка достоверности полученных результатов показала, что в экспериментальной группе результат аналогичного повторного среза будет с 95% вероятностью лежать в области от 3,74 балла до 4,36 баллов, а в контрольной - от 3,27 баллов до 3,73 баллов.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Вихман, Виктория Викторовна, Новосибирск

1. Аванесов B.C. Научные проблемы тестового контроля знаний/В.С. Аванесов. - М., 1994. - 135 с.

2. Ачексеев О.Г. Организация и проведение занятий с применением моделированных на ЭВМ учебных заданий/О.Г.Алексеев, И.Ф. Володость, А.А. Бабаев. Л.: ВИАЛКА, 1997. - 13 с.

3. Андреев Г.II. Компьютеризация процесса обучения в вузе: проблемы, тенденции, перспективы/ Г.П.Андреев. М.: ВПА, 2000. -48 с.

4. Андриевская В.В. Некоторые предпосылки психологического обеспечения диалога при решении учебных задач/ В.В. Андриевская// Психологические проблемы создания и использования ЭВМ. М., 1985. -С. 13-19.

5. Анфилатов B.C. Системный анализ в управлении: Учеб. пособие / B.C. Амфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин; Под. ред. А.А. Емельянова.- М.: Финансы и статистика, 2002. - 368 е.: ил.

6. Архангельский С.И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерности и методы/ С.И. Архангельский. М.: Высш.шк., 1980. -368 с.

7. Бабанский 10.К. Интенсификация процесса обучения/ Ю.К. Бабанский. -М.: Знание, 1987.-78 с.

8. Беляков Г.П. Основы системотехники: Учеб. пособие для вузов/ Г.П. Беляков. Томск: МГП «Раско», 1992. - 312 с.

9. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии/ В.П. Бесналько.- М.: Педагогика, 1989. 192 с.

10. Беспалько В.П. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов/ В.П. Беспалько, Ю.Г. Татур. М.: Высш. шк., 1989. - 143 с.

11. Бобко И.М. Необходимость учета психологических аспектов представления информации на экране дисплея в обучающих системах/И.М. Б061 \0, В.В. Вихман// Сб. науч. тр.; Под ред. И. Л/. Бобко.- Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т , 2002. С. 21-24.

12. Бобко //.Л/. Концептуальные проблемы информатизации общего среднего образования/ И.М. Бобко, А.В. Гладилин, Ю.Г. Молоков. -Новосибирск: НИИ ИВТ АПН СССР, 1990. 23 с.

13. Бобко И.М. Концепция программно-методического обеспечения учебно-воспитательного процесса/ И.М. Бобко, А.В. Гладилин// Применение ЭВМ в школе: метод, разработки; Под ред. И.М. Бобко. Новосибирск: 1989.-С. 8-30.

14. Бобко И.М. Адаптивные педагогические программные средства/ И.М. Бобко, В.Г. Кауров, Н.И. Собакинских. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1991.-101 с.

15. Булгаков М.В. Технологические аспекты создания компьютерных обучающих программ/ М.В. Булгаков/ Ред. кол.: А.И. Тихонов, В.А. Садовничии и др. М.: Изд-во МГУ. 1994. - С. 147-152.

16. Вербицкий А.А. Формирование познавательной и профессиональной мотивации студентов/ А.А.Вербицкий. М., 1986. - 320 с.

17. Вихман В.В. Анализ требований предъявляемых к компьютерным обучающим программным средствам/ В.В. Вихман// Сб. науч. тр./ Новосиб. гос. техн. ун-т, 2002. -№. 2(28). С. 142-145.

18. Вихман В.В. К вопросу о требованиях, предъявляемых к обучающим программным средствам/ В.В. Вихман// Сб. науч. тр.; Под ред. II. М. Бойко. Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т, 2002. - С. 25-30.

19. Вихман В.В. К вопросу о ценностных аспектах информации/ В.В. Вихман// Философия науки и техники: итоги XX века: Материалы Региональной науч. конф. / Новосиб. гос. тех. ун-т. Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2000.-С. 88-93.

20. Вихман В.В. Качество обучающих программ как показатель эффективности компьютеризации / В.В. Вихман// Математическое моделирование в образовании, науке и производстве: Мат. междунар. научно-практ. конф. Тирасполь, 2001. - С. 374-349.

21. Вихман В.В. О роли, месте и значение новых информационных технологий в учебном процессе/ В.В. Вихман// Сб. науч. тр./ Новосиб. гос. техн. ун-т, 2001. -№ 3(25). С. 79-85.

22. Вихман В.В. Особенности внедрения информационных технологий в образовательную систему/ В.В. Вихман// Сб. науч. тр./ Новосиб. гос. техн. ун-т, 2000. № 5(22). - С. 131-134.

23. Вихман В.В. Подход к выявлению качества обучающих программ/В.В.tVi

24. Вихман// Materials the 6 Russian-Korean international symposium: Kopyc 2002. Новосибирск: НГТУ, 2002. - С. 145.

25. Вопросы алгоритмизации и программирования обучения/ Под ред. JI.H. Ланды. -М., 1973.-250 с.

26. Волкова В.И. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи/ В.II. Волкова. М.: Радио и связь, 1983. -248 с.

27. Вострокнутов И.Е. Теория и технология оценки качества программных средств образовательного назначения: Монография/ И.Е. Вострокнутов. М.: Госкоорцентр Информационных технологий, 2001. - 300 с.

28. Выготский JI.C. Педагогическая психология/ JI.C. Выготский// Психология: классические труды. -М., 1996. 128 с.

29. Гермунскии В. С. Компьютеризация в сфере образования: проблемы и перспективы/ Б.С. Гершунский. М.: Педагогика, 1987. - 342 с.

30. Глас Д. Статистические методы в педагогике и психологии/ Д. Глас, Д. Стенли. М.: Прогресс. 1976.-494 с.

31. Голубсва Э.А. Способности и индивидуальность/ Э.А. Голубева. М., 1993.-150 с.

32. Готтсдаикср Р. Основы психологического эксперимента/ Р. Готтенданкер. М., 1982. - 245 с.

33. Губарев В.В. Информатика в рисунках и таблицах (Фрагменты системного путеводителя по концептуальным основам): Учеб. пособие/ В.В. Губарев. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - 152 с.

34. Губарев В.В. Системный анализ в экспериментальных исследованиях: Учеб. пособие: В 3-х ч/ В.В. Губарев. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. -Ч. 1.-99 с.

35. Губарев В.В. Технические средства и системы информатики: Учебник для вузов/ В.В. Губарев. М.: Изд-во ВЗПИ, 1989. - 322 с.

36. Гусев В.В. Информационные технологии в образовательном процессе вуза/ В.В. Гусев, П.И. Образцов, В.М. Щекотихин. Орел: ВИПС, 1997. - 126 с.

37. Домрачее В.Г. О классификации компьютерных образовательных информационных технологий/ В.Г. Домрачеев, И.В. Ретинская// Информационные технологии. 1996. -№2. - С. 10-13.

38. Жуковская З.Д. Методологические основы и технологии разработки и функционирования комплексной системы контроля качества подготовки специалистов в вузе: Автореф.дис. д-ра. нед. наук: 13.00.01/ З.Д. Жуковская; СПбГУ. СПб, 1995. - 41 с.

39. Зимняя II.Я. Педагогическая психология: Учебник для вузов/ И.Я. Зимняя. М.: Издательская корпорация «Логос», 1999. - 384 с.

40. Жанабаев 3. Ж. Синергетика знаний: научные основы оценки учебной деятельности/ З.Ж. Жанабаев. Ал маты: Казахе, ун-т., 1999. - 38 с.

41. Ивашов АЛ. Методика исследования коммуникативных установок личности/ А.Н. Ивашов, Е.В. Заика//Вопросы психологии. 1994. №5.

42. Использование ЭВМ в высшей школе// Сб. науч. труд. НИИ проблем Bill.- М.: НИИ ВШ, 1986. 112 с.

43. Ителъсон JI.B. Математические и кибернетические методы в педагогике/ Л.Б. Ительсон. -М.: Просвещение, 1964. -248 с.

44. Канмин В.А. Психолого-педагогические требования к качеству учебных программ (Круглый стол но проблеме «Компьютер в обучении: психолого-педагогические проблемы»)/ В.А. Каймин, Е.В. Трубников// Вопросы психологии. 1987, №1. - С. 47-51.

45. Качество образования: концепции, проблемы. Материалы III Международной научно-методической конференции/ Под общ. ред. А.С. Вострикова. Новосибирск. Изд-во НГТУ, 2000. - 380 с.

46. Качество образования: достижения, проблемы: Материалы IV Международной научно-методической конференции- Новосиб. гос. техн. ун-т. Новосибирск, 2001.

47. Кщпш Af.B. Инновационные модели обучения в зарубежных педагогических поисках/ М.В. Кларин. М., 1994. - 203 с.

48. Козлова Г.А. Дидактическая эффективность компьютеризации обучения (по материалам зарубежных публикаций): Автореф.дис.канд.пед.наук: 13.00.01/ Г.Л. Козлова; МПУ. М., 1992. - 23 с.

49. Концепция системной интеграции информационных технологий в высшей школе. М.: РосНИИСИ, 1993. - 72 с.

50. Концепция информатизации общества // Вестник Всесоюзного общества информатики и вычислительной техники. М.: 1990. - С. 6-31.

51. Компьютерные технологии в высшем образовании / Ред. кол.: А.Н. Тихонов, НА. Садовничий и др. М.: Изд-во МГУ. 1994. - 370 с.

52. Коуше Р. Интерфейс «человек-компыотер»: Пер. с англ/ Р. Коут, И. Влейминк. М.: Мир, 1990. - 501 е., ил.

53. Кречман Д. Мультимедиа своими руками/ Д. Кречман, А. Пушков. -СПб.: BHV. 1999, 511 С.

54. Ланда Л.Н. Алгоритмизация в обучении/ Л.Н. Ланда. М., 1966. -.340 с.

55. Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях/ А.Н. Лебедев. М: Радио и связь, 1989. - 224 с.

56. Луцкевич Л.В. Вопросы эффективного использования ЭВМ в учебном процессе/ Л.В. Луцкевич// Автоматизированные системы научных исследований обучения и управления в вузах: Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск: ИГУ, 1986. - С. 85-94.

57. Jbiyduc В.Я. Психологические принципы конструирования диалоговых обучающих программ в ситуации компьютерного обучения/ В.Я. Ляудис// Психолого-иедагогические и психофизиологические проблемы компьютерного обучения. М.: педагогика, 1985. - С.85-94.

58. Маркова Л.К. Формирование мотивации учения/ А.К. Маркова, Т.А. Матис, А.Б. Орлов. М., 1990. - 195 с.

59. Массель Г. Г. Психологические аспекты пользовательского интерфейса современных компьютерных систем /Г.Г. Массель; Под ред. JI.B. Масель / ИСЭМ СО РАН. Преп. №3, Иркутск, 2000. 42 с.

60. Махмутов М.И. Теория и практика программированого обучения/ М.И. Махмутов. Казань, 1972. - 347 с.

61. Машбиц Н. И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения/ Е.И. Машбиц. М.: Педагогика, 1988. - 450 с.

62. Методические указания по проведению педагогического эксперимента для определения эффективности обучения в классе АОС. Минск: БГУ. 1984.-88 с.

63. Молоков 10.Г. Эволюция подходов к информатизации образования/ Ю.Г. Молоков// Информационные технологии в управлении и образовании// Сб.науч.ст.; Под ред И.М. Бобко. Новосибирск: СИОТ РАО, 1997.-С. 119-121.

64. Молоков Ю.Г. К вопросу об эффективности компьютеризации школьного образования/ Ю.Г. Молоков// Третий Сибирский Конгресс но прикладной и индустриальной математике: Тез. докл., часть V. -Новосибирск: Инст. Математики СО РАН, 1998. С. 146.

65. Мультимедиа/ Под ред. Петренко А.И. М.: Бином. 1994, 270 с.

66. Новые информационные технологии образования: экспериментальная проверка педагогической эффективности/ Под ред. В.Г. Разумовского, I1.M. Бойко. Новосибирск: НИИИВТ. 1991.-69 с.

67. Ойразцов П.И. Дидактические аспекты эффективного применения компьютерных средств обучения в вузе/П.И. Образцов// Сб. науч. трудов ученых Орловской области. Выпуск №2. Орел: ОрелГТУ, 1996. -С. 468-475.

68. Основы научных исследований: Учебник для технических вузов / В.И. Креутов и др. М.: Высш. шк\, 1989. -400 с.

69. Перегудов Ф.И. Основы системного анализа: Учебник/ Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. Томск: Изд-во НТЛ, 1997. - 396 с.

70. Перегудов Ф.И. Введение в системный анализ: Учеб. пособие для вузов/ Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. М: Высш. шк., 1989. - 367 с.

71. Плеухова JI. Ф. Познавательная деятельность студентов в условиях компьютерного обучения/ Л.Ф. Плеухова, Ю.К.Ситников // Педагогика. 1999. - Кч7. - С. 34-38.

72. Психолого-педагогические основы использования ЭВМ в вузовском обучении: Учебное пособие. М.: МГУ, 1987. - 127 с.

73. Развитие методов и средств автоматизированного обучения// Сб. науч. трудов. М.: НИИВШ. 1987. - 182 с.

74. Реан А.А. Психодиагностика личности в педагогическом процессе/ А.А. Реан. СПб., 1996.-214 с.

75. Роберт II.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования/ И.В. Роберт. -М.: Школа-Пресс, 1994.-321 с.

76. Роступов Т.Н. Программированное обучение и обучающие машины/ Т.П. Ростунов. Киев: Техшка. 1967, 126 с.

77. Савельев Н.А. Проблема методики оценки дидактической эффективности применения компьютеризированных учебников/ Н.Л. Савельев// Сб. науч. трудов ВИПС. Орел: ВИПС. - 1995. - №2. - С.28-35.

78. Салмипа II.Г. Знак и символ в обучении/ Н.Г. Салмина. М., 1988. - 358 с.

79. Семенов В.В. Компьютерная технология обучения/ В.В. Семенов// Новые информационные технологии в университетском образовании: Материалы международной научно-методической конференции. -Новосибирск: НГУ. 1995.-№1.-С. 114-118.

80. Сергеева Т. Новые информационные технологии и содержание обучения/ Т. Сергеева // Информатика и образование. 1991. - №1. - С. 114-118.

81. Смирнова Е.П. Функции компьютера в учебной деятельности и учебное программное обеспечение. (Круглый стол по проблеме «Компьютер в обучении: психолого-педагогические проблемы»)/ Е.П. Смирнова// Вопросы психологии. 1987, №1. - С. 52-54.

82. Совершенствование учебного процесса вузов на основе его компьютеризации (опыт, исследования) / Акопов С.И., Алексеев В.Д., Андреев А.А. и др. // Под. ред. Золотарева О.В. М.: ВПА, 1991. - 260 с.

83. Суходольский Г.В. Основы математической статистики для психологов/ Г.В. Суходольский. М., 1972. - 345с.

84. Талызина Н.Ф. Деятельностный подход к учению и программированное обучение/ Н.Ф. Талызина// Психологические основы программированного обучения. М., 1984. -254 с.

85. Тачызина Н.Ф. Теоретические проблемы программированного обучения/ Н.Ф. Талызина. М., 1969. - 300 с.

86. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний/ Н.Ф. Талызина. М.: Изд-во МГУ, 1975. - 141 с.

87. Тачызина Н.Ф. Психолого-иедагогические основы автоматизации учебного процесса/ Н.Ф. Талызина// Психолого-иедагогические и психофизические проблемы компьютерного обучения // Сб. науч. тр. -М.: Изд-во АПН СССР, МГУ, 1985. С. 15-26.

88. Таркаева О.П. Дидактические условия применения ЭВМ в организационной структуре учебного процесса: Автореф. дис. .канд.пед.наук: 13.00.01Ю.П. Таркаева; КГПИ Казань, 1987.-27 с.

89. Тихонов Л.Н. Единое информационное пространство высшей школы России: основные проблемы и направления развития/ А.Н. Тихонов// Информационные технологии. 1996. - №2. - С. 2-6.

90. Томас К. Перспективы программированного обучения/ К. Томас/ Пер. с англ. Бондина О.А. и Кобяковой И.Т.; Под ред. А.В. Нетушила. М.: Мир, 1966.-247 с.

91. Фокин Ю.Г. Основы интенсификации обучения в вузе: Курс лекций/ 10.Г. Фокин. М.: ВА им. Ф.Э. Дзержинского. 1987. - 160 с.

92. Харрел Р. Телевизионная графика: Пер. с англ/ Р. Харрел. М.: Искусство, 1979. -143 с.

93. Ховланд К. Научение и сохранение заученного у человека/ К. Ховланд// Экспериментальная психология: В 2 т. М., 1963. Т. 2

94. Христочевскии С.А. Информационные технологии в Европе (по материалам конгресса ЮНЕСКО) / С.А. Христочевскии// Тез. докл.пленарных заседаний VII Международной конференции-выставки

95. Информационные технологии в образовании» 10-13 февраля 1998 г., Москва. М.: МИФИ, 1998. - С. 48-49.

96. Шолохоаич В.Ф. Дидактические основы информационных технологий обучения в образовательных учреждениях: Лвторефер. дис. .док.пед.наук: 13.00.01/ В.Ф. Шолохович; УГППУ. Екатеринбург, 1995. -45 с.

97. Шрейдер Ю.А. Системы и модели/ Ю.А. Шрейдер. М.: Радио и связь, 1982.- 152 с.

98. Campbell N.J. Correlates of computer anxiety of adolescent students/ N.J. Campbell // Jornal of Adolescent Research. 1988(Spr.). - 3(1). - P. 543563.

99. Ferrari J.P., Oren Т., Kont J. Secret of good interface // Start. 4, №1. - P. 20-26.

100. KammersgaardJ. Four different perspectives of human-computer interection/ J.Kammersgaard II International Jornal Man-Mashine Studies. 1988. - № 28. - P. 343-362.

101. SPSS Profesional Statistics 6.1. SPSS INC.; Chicago, 1994. - P. 385