автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Самоконтроль на базе адаптивных педагогических программных средств

Автореферат диссертации по теме "Самоконтроль на базе адаптивных педагогических программных средств"

5 ОД

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ^________

СШИГСКШ ИНСТИТУТ ОБРАЗОВАТЕЛЬЩХ ТЕХНОЛОГУ

На правах рукописи

КОУРОВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

САМОКОНТРОЛЬ НА БАЗЕ АДАПТИВНЫХ

ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ *

13.00.01 - Общая педагогика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

л

\

• ь

щ

Новосибирск - 1996

Работа выполнена в Сибирском институте образовательный технология

Научный руководитель: д. т. н., профессор, член-корр. РАО, академик МАИ И.М.Бобко

Официальные оппоненты:

д.п.н. В.Я.Синенко К..П.Н. А. В. Молокова

Ведущая организация:

Уральский государственный педагогический университет

Защита состоится "Ж." ^^Я^ЛШг. в "¿к." час. ' на заседании специализированного Совета К 0181501 в Сибирском институте образовательных технологий по адресу: г. Новосибирск, ул. Приморская, 22'.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского института образовательных технологий

Автореферат разослан "Л."^.^.^-1996г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Учет знаний, умений и навыков необходим учителю для того, чтобы иметь точное представление о том, насколько глубоко учащиеся усвоили учебный материал.

Контроль, а особенно самоконтроль, имеет большое значение и для учащихся. Он помогает каждому школьнику понять, каких успехов он достиг в познании того или иного предмета.

Несмотря на очевидную важность, контроля и самоконтроля в педагогическом процессе, эту проблему нельзя считать окончательно решенной.

Так, известный русский ученый-педагог Ю. К. Бабанский пишет: "Все же мало изучаются такие важные проблемы, как Формы организации обучения... Мало внимания уделяется оценке уровня сформиро-ванности у школьников навыков учебного труда (умения вьщелять главное,... осуществлять самоконтроль и др.)".

Анализ работ показал, что проблема самоконтроля с помощью ЭВМ находится в начальной стадии разработки.

Так, исследования по самоконтролю педагогов A.C. Лынды, С.П.Ти-шенко, Г. П. Кукла, Т. И. Гаваковой, А.В.Вилохина и др. не предусматривают применения компьютеров.

Проблема использования компьютеров в нашей стране с целью проверки знаний учащихся начинает свое развитие в конце восьмиде-сятых-первой половине девяностых годов. Однако в работах А. А.Белоус и 0. В. Белоус, ЛН.Вдовиченко, Г. В.Поддубного, Л. Л.Леоненко,В.А. Шаповаленко, А. А. Ступникова, И. Г. Захарова, Е. А. Кононовой, М. Д. Карпова и др. представлены программы по контролю, а не по самоконтролю.

Абсолютное большинство авторов, например, М.Д. Карпов, А.Е.Дзене и С. А.Кузьмина, пользуются программами в виде тестов и программированных упражнений.

Таким образом,' актуальность темы исследования связана с недостаточной разработанностью вопроса о применении компьютеров с целью самоконтроля учащихся за полученными знаниями.

Проблема исследования - поиск путей организации самоконтроля при изучении дисциплин школьного курса.

Эффективность использования компьютеров в обучении во- многом зависит от ППС. Среди различных подходов к разработке ППС необхо-

диыо выделить малочисленный класс эффективных учебных систем, разработанных на основе экспертный технологий, ориентированных на учебный процесс.

Под экспертными технологиями мы понимаем технологии включения знаний специалистов в некоторой проблемной области в вычислительную системуСв нашем случае - ориентированную на педагогический процесс), которая в пределах своей области способна принимать экспертные решения.

При использовании ППС часто меняются способы представления знаний той или иной проблемной области (появляются новые программы, учебники, меняются подходы к изложению материала и т.д.), поэтому в настоящее время не менее актуальна проблема адаптации ППС к той или иной проблемной области.

Под адаптацией мы понимаем способность программно-информационного обеспечения настраиваться на. проблемную область.

В связи с этим Фактом была сформулирована научная гипотеза: эффективным средством учебной деятельности школьника является самоконтроль, организованный с помощью ЭВМ на базе адаптивных педагогических программных средств, предусматривающий не столько репродуктивную, сколько творческую деятельность.

Цель: определить наиболее современные педагогические и информационные технологии для школьного самоконтроля.

Объект исследования - система взаимодействия ученика с компьютером на уроке на базе среды самоконтроля, обеспечивающей раскрытие, реализацию и развитие потенциальных возможностей и способностей обучаемого.

Предметом диссертационного исследования являются методические аспекты разработки и использования автоматизированных сред для самоконтроля знаний по предметам школьного цикла на ос. нове предоставления учащимся адаптивной среды обучения, которая является моделью проблемной области.

В соответствии с целью, проблемой и гипотезой исследования требуется решить следующие задачи:

1. Выявить состояние проблемы самоконтроля в курсе педагогики.

2. Проанализировать опыт использования ЭВМ в учебном процессе школы.

3. Определить принципы создания адаптивных ППС для эффектов-

ного осуществления-самоконтроля.--------------------------------------- -----------

4. Разработать ППС для самоконтроля и методику их использования.

5. Провести педагогический эксперимент с целью проверки эффективности предлагаемой методики.

Исследование по своему характеру является теоретико-экспериментальным. Его методологической концепцией является, с одной стороны, теория систем, с другой, - результаты исследований общей и частной дидактик.

Научная новизна темы диссертации состоит в аспекте исследования: организации самоконтроля с помощью ЭВМ на базе адаптивных педагогических программных средств, а именно:

1. Проведен анализ проблемы компьютеризации процесса самоконтроля и специфики построения адаптивных педагогических программных средств на базе экспертных технологий.

2. Предложена новая система организации учебного процесса на базе адаптивной среды самоконтроля с применением экспертных технологий.

4. На базе предлагаемых принципов и методов разработаны ППС, осуществлен педагогический эксперимент, проведена оценка эффективности и намечены пути развития ППС.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- разработаны ППС, реализующие среду самоконтроля знаний учащихся по ряду предметов школьного цикла ;

- разработана методика использования предлагаемых ППС в учебном процессе:

- экспериментально доказана эффективность самоконтроля по разработанной методике.

Представленные в диссертации разработки ППС использованы учителями школ г.Шадринска и Шадринского района Курганской области.

ППС переданы для внедрения в ряд школ и педагогических институтов нашей страны.

Апробация работы. Материалы диссертационного исследования обсуждались и получили одобрение на научно-методическом семинаре Сибирского института образовательных технологий, а также на следующих конференциях и совещаниях:

- в -

1. Конференция "Проблемы гуманизации образования", Екатеринбург, 1994 г.

2. Зональное совещание учителей физики, Красноярск, 1995г.

3. II Всероссийская научно-методическая конференция "Информатика и информационная культура в современной школе". Самара, 1995 г.

4. Всероссийская научно-практическая конференция "Школьный Физический эксперимент на рубеже XXI века". Глазов, 1995 г.

5. Международная конференция "Информационные технологии в образовании СИТО-95)". Москва, 1995г.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, ь

Структура диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав, заключения,' списка литературы, приложения. В приложении содержится иллюстративный материал: таблицы с результатами решений, акты внедрений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность и новизна теш исследования, представлены цель, задачи, научная гипотеза.

В первой главе проанализированы проблемы самоконтроля как средства повышения эффективности учебного процесса: рассмотрен опыт использования контролирующих педагогических программных средств, выявлены принципы разработки ППС для самоконтроля.

Как показал анализ научной литературы по педагогике, проблема самоконтроля принадлежит к числу малоисследованных.

Пз определению В.А. Крутецкого, самоконтроль - это "сознательная оценка и регулирование человеком собственной деятельности и поведения, своих действий, поступков, движения с точки зрения соответствия предварительным намерениям, поставленным целям или требованиям". С Педагогическая энциклопедия. В 4 т.-М.: Советская энциклопедия, 1964-1968, т.З.)

Ипея контроля знаний развивалась вместе с педагогической наукой, в России она нашла отражение в трудах Н.И. Пирогова, К. Д. Ушинского и др. Так, К. Д.Удонский писал о необходимости систематического учета знаний учащихся. В педагогических .работах Н. К. Крупской и др. педагогов 20-30гг. XX столетия рождается идея "самоучета знаний". Но по мнению Е.И.Перовского, провозглашенная

з рассматриваемый период идея — самоконтроля - - котя и • была---------

прогрессивной, имела недостатки". она отрицала контрольные функции учителя.

В 50-е годы С в 1953 и 1958 гг.) на страницах ж. "Советская педагогика" прошла дискуссия по вопросам проверки и оценки знаний, которая стимулировала интерес к этой теме.

В настоящее время в работах Ю. К. Бабанского, М. А. Данилова, И. Т. Огородникова, М.Н.Скаткина, В. П. Беспалько, П. В. Глухова и др. представлена разработка таких вопросов, как разновидности, виды, методы, функции контроля и самоконтроля и др.

Сущность контроля, по мнению ученых, состоит в проверке, диагностике, анализе и коррекции результатов обучения и воспитания в соответствии с целями на основе принципов объективности, систематичности, дифференцированного подхода и др. Разновидностями контроля являются: контроль со стороны учителя, взаимоконтроль, самоконтроль: видами - текущий, тематический, итоговый: Формами организации контроля являются: коллективная, групповая, фронтальная, индивидуальная: методами -метод устного, письменного, лабораторного контроля, а также -машинного: основными Функциями контроля и самоконтроля являются: учетная, контрольно-корректирующая, обучающая, воспитательная и развивающая.

Как важный элемент учебной деятельности самоконтроль рассматривается Ю.К, .Бабанским, М. Н. Скатанным, В. С. Уманским и др.

По мнению ученых, самоконтроль учащегося представляет деятельность учителя и ученика, когда учащийся сам контролирует свою деятельность по заданию у<1ителя. Высокий уровень самоконтроля предполагает его без задания учителя.

В содержание самоконтроля входит постановка учителем цели самоконтроля; представление эталонного» образца выполненного . задания: сравнение учащимся своей контролируемой деятельности с образцом: нахождение ошибок: исправление' ошибок: оценивание своей работы; анализ и оценка учителем деятельности ученика.

В школьной практике должен осуществляться системный подход, выражанцийся в оптимальном сочетании контроля со стороны учителя, взаимоконтроля учащихся и самоконтроля.

В настоящее время особое значение приобретает машинный метод самоконтроля - с помощью компьютера.

о

Преимущества машинного метода состоят в экономии времени учителя, в четкой продуманной постановке вопросов,в высокой степени объективности оценки знаний обучаемого, в возможности индивидуализации обучения. Интерес к контролю знаний через ЭВМ у детей, как показывает опыт, чрезвычайно велик, так как он в этом случае уже воспринимается не как насилие и неприятная необходимость, а как диалог с компьютером, умной и готовой оказать поддержку машиной.

Существующие в настоящее время педагогические программные средства (ППС) по изучению различных предметов условно можно разделить на две группы: 1) ППС, направленные на повышение успеваемости учащихся по предметам школьного цикла; 2) ППС, направленные на развитие когнитивных, то есть творческих способностей.

Анализ педагогических программных средств первой группы показал, что контролирующие ППС в основном строятся на основе тестов и программированных заданий.

На наш взгляд, наиболее перспективными являются ППС, относящиеся ко второй группе.

В основе ППС второй группы лежит ориентация на развитие творческих способностей учащихся.

Наш подход к разработке ППС по самоконтролю ведется с ориентацией на программы второй группы.

Разработка ППС для самоконтроля требует ясности с выбором дидактических требований к программам.

За основу мы берем общепринятые дидактические принципы: научности, наглядности, систематичности, последовательности, доступности и принцип индивидуального подхода.

Кроме этого, мы опираемся на когнитивную теорию развития, общедидактические-принципы обучения, а также на новейшие' информационные технологии, включая экспертные системы, адаптивные системы мульти- и гипермедиа, современные аппаратные средства.

При когнитивном подходе учащиеся воспринимаются как активные участники учебного процесса, конструирующие собственные мыслительные схемы. При этом подходе активно развивается мышление* школьника, хотя акцент ставится на процесс, а не на результат.

Проблема развития мышления как сущностной характеристики человека отличается большой актуальностью.

Д

_ Большинство психологов-считают, что-Формирование понятийного--------------

мышления происходит благодаря активному экспериментированию и исследованию.

В этом случае особое значение приобретают такие дидактические принципы, как самостоятельность и активность.

Ж. Пиаже в своих работах отмечает, что важнейшую роль в развитии мышления играют ассимиляция и аккомодация.

Ассимиляция - это процесс интеграции новых знаний в сложившиеся мыслительные схемы, а процесс аккомодации представляет перестройку этих схем соответственно противоречивой информации.

Следовательно, при создании ППС необходимо предусмотреть условия, в которых могли бы протекать аналогичные процессы.

Таким образом, актуальным принципом разработки ППС в настоящее время становится принцип обучения и самоконтроля через открытия.

Эффективность обучения, - отмечает Ю.К. Бабанский, - зависит от выбора оптимального сочетания методов преподавания, стимулирования и контроля, а также от наличия оптимальных учебно-материальных, школьно-гигиенических, морально-психологических и эстетических условий обучения.

Принцип оптимизации обучения требует из ряда возможных вариантов обучения выбор такого варианта, который в данных условиях обеспечит максимально возможную эффективность решения задач образования, воспитания и развития школьников при рациональных затратах времени и усилий учителей и учащихся.

Следовательно, при разработке ППС важен и принцип, оптимизации.

Одним из перспективных направлений разработки искусственного интеллекта СИИ) является разработка экспертных систем.

Экспертная система - это программа, основанная на знаниях, соответствущих навыкам специалиста в такой Форме, которая позволяет дать разумный совет или принять разумное решение и объяснить его..

В связи с этим использование теории экспертных технологий в разработке ППС представляется весьма актуальным.

Существущие ППС довольно трудоемки в разработке и ориентированы в основном на конкретный раздел проблемной области.

В связи с этим становится актуальным вопрос адаптации мате-

матического (программного и информационного) обеспечения ППС к проблемной области.

В самом общем виде адаптации можно определить как процесс автоматического приспосабливания системы к изменению внешних условий, который обеспечивает наиболее эффективный с точки зрения целей системы режим ее функционирования.

В связи с этим использование адаптивных механизмов при разработке ПГС является одним из направлений, способствующих ускорению создания ППС для конкретной проблемной области и приспосабливанию его ко всем изменениям объектов и связей изучаемого предмета школьного цикла.

Прежде всего отметим: адаптация моделей - плохо формализуемый процесс. Отсюда следует, что адаптация - человеко-машинный процесс, в котором активная роль принадлежит эксперту. В этом главное отличие рассматриваемого определения адаптации от понятия адаптации в кибернетике.

Как отмечено в работах И.М.Бобко, адаптация должна осуществляться наиболее экономным способом, т.е. с минимумом затрат, средств и времени. Следовательно, машинная составляющая модели должна строиться открытой по отношению к человеческой составляющей.

Одним из направлений развития информационных технологий является мультимедиа, под которой понимается взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивных программ. Мультимедиа представляет собой программно-аппаратный комплекс, включающий в простейшем случае аудио- и видеоплаты и CD-ROM проигрыватель.

При использовании мультимедиа на компьютере реализуется параллельное представление аудио- и визуальных эффектов.

Таковы новейшие подходы к разработке ППС. Когнитивистский подход, экспертные технологии »технология гипер- и мультимедиа выбраны нами с целью разработки ППС для самоконтроля.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ исследованы специфика адаптивной среды самоконтроля: методическая база компьютеризации самоконтроля: структура адаптивного ППС, реализующего среду самоконтроля в школе: представлены разработанные автором педагогические программные средства по отдельным разделам школьных курсов "Мировая художественная . культура" и "Физика": предложена методика

применения вышеназванных ППС для самоконтроля на уроках в школе.

На основе рассмотренного выше опыта использования ЭВМ в школе, выявленных дидактических принципов разработки программных средств и способов оптимизации учебного процесса предлагается среда самоконтроля, в которой центральное место в диалоге с компьютером занимает ученик как активная творческая личность.

В конечном итоге среда самоконтроля должна предоставить каждому ученику инструмент познания, который отвечал бы его интересам и уровню подготовки.

Одной из наиболее сложных проблем разработки программного обеспечения ППС является создание таких структур, на базе которых обучающийся мог бы строить свои интеллектуальные модели для познания закономерностей проблемной области и для самоконтроля.

По мнению Ж. Пиаже, любая структура должна иметь тройной характер: единого целого (структура состоит из элементов, которые подчиняются собственным внутренним законам), преобразований (структуральное целое тесно связано с законами его развития), сахюрегулирования (обеспечивает постоянство структуры). Отскща следует, что и структура среды самоконтроля должна представлять не статическую, а динамическую модель действительности.

Для работы в среде самоконтроля учащийся должен располагать: набором объектов проблемной области: средствах« организации и взаимодействия между объектами, в результате которых изменяется состояние объектов ; средствами организации отношений между объектами: средствами проведения эксперимента; основными понятиями проблемной области.

В связи с этим предлагается следующая модель среды самоконтроля.

Учащемуся предоставляется компьютерная лаборатория, работая в которой, он может отображать объекты на экране дисплея и совершать над ними действия, собирать разнообразные сцены, осуществлять переход от одной сцены к другой.

Каждая сцена воспроизводит закономерности поведения объектов и имеет смысловое описание. Например, в собранной электрической цепи включение источника тока создает ток, отклоняются стрелки приборов и т. д., т. е. операции, выполняемые учащимся, вызывают -смену состояний объектов в сцене.

На рис. 1 представлены блоки пакета педагогических программных

рис.1.

средств, реализующие среду самоконтроля.

База знаний ППС включает следующие компоненты: знания, содержащие сведения об объектах познания; об объектах как средствах достижения цели: графическую базу знаний объектов познания; базу знаний фонем и словарь эталонов для речевого диалога.

Эти знания необходимо представлять в виде, удобном для проведения действий учащихся и моделирования реакции ППС на эти действия.

Наиболее целесообразной моделью знаний, реализованной в нашем случае, являются сценарии.

Сценарий - это формализованное описание стандартной последовательности взаимосвязанных фактов, определящих типичную ситуацию предметной области.

Сценарий как таковой является описателем структуры знаний, а содержательная информация хранится в экземплярах, состоящих из полей.

Компьютерная графика и анимация представлены системами GaniBit и EVA MG.

Блок интерфейса с пользователем содержит систему ввода-вывода информации.

Для организации диалога используется плата речевого ввода-вьь вода и программное обеспечение, разработанное на основе линейного предсказания речи.

Блок адаптации позволяет настроить ППС на конкретную проблемную область и психолого-педагогические особенности учащегося.

Практика разработки пакетов и методические решения в этом направлении показывают, что при конструировании пакета целесообразно расчленять его матобеспечение на уровни.

На первом уровне рассматриваются отдельные вопросы разработки внутреннего математического обеспечения системы обслуживания базы знаний, проблемы машинной реализации информации и алгоритмов в общем виде.

На втором уровне рассматриваются типовые программы, которые входят в состав ППС ( самоконтроля, обучающие, моделирующие и др.).

Наконец, на третьем уровне анализируются специфические задачи, которые связаны с реализацией отдельных решений, присущих только данной проблемной области.

Основным составным элементом первого уровня математического обеспечения является система адаптации базы знаний к объектам проблемной области.

Второй уровень математического обеспечения содержит наборы типовых программ, построение которых осуществляется по принципу модульности.

Типовые программы объединяются в определенные классы: программы моделирования и имитации, программы контроля знаний и др.

Ко второму уровню адаптации относится адаптация к обучаемому -его способностям к уровню понимания проблемной области.

Адаптивность к уровню подготовки учащегося обеспечивается реализацией в ППС нескольких режимов диалога.

Третий уровень математического обеспечения мало изучен и имеет наименьший опыт в области реализации.

Таким образом, предложенная структура ППС реализует технологию самоконтроля через исследование, создает основы для развития у учащихся навыков исследователя и позволяет им строить свои интеллектуальные модели для познания закономерностей проблемной области.

Рассмотрим методику применения рассмотренного выше ППС для самоконтроля на уроках по "Мировой художественной культуре" СМХЮ Срис.1.).

Блок интерфейса предназначен для диалога учащегося с ППС.

Для ввода информации в систему использован манипулятор С'мьшь"), и С или) клавиатура, и (или) микрофон: а для вывода информации используется дисплей и внешний (внутренний) динамик.

Для связи образов слов, вводимых голосом, с графическими объектами БЗ разработаны словари, содержание информацию о том, какой графический объект извлекается из БЗ по речевой команде.

В силу специфики голосов перед началом работы с объектами сцены учащиеся с помощью блока адаптации должны настроить систему на свой голос.

Блок формирования сцен предназначен для создания сцен, реализующих изучение того или иного раздела проблемной области.

При выборе сценария, например, "Церковь Покрова на Нерли", ученику предоставляется макет экрана. На макете экрана показаны объекты, из которых можно собрать собор.

При Формировании сцены учащийся входит в образ архитектора-эк-

спериментатора, проходит различные эмоциональные этапы, делая открытия или совершая ошибки. Таким образом, появляется возможность стимулировать интерес ученика к знанию, в данном случае, -к истории художественной культуры.

Предложения, описывающие пространственную сцену, начинаются с введения первого объекта сцены, через отношение к которому вводя'г-ся остальные объекты.

Макет экрана построен таким образом, чтобы любой пользователь, как учащийся, так и учитель, мог выбрать из широкого набора строительных блоков любой,, внешний вид и внутренние характеристики которого соответствуют действительным, поставить его в определенное место при постройке храма из блоков и тут же увидеть результат своих действий.

Все блоки имеют свое назначение, й храм может "разрушиться" при неправильной установке блоков, но в то же время может и легко быть восстановлен или реконструирован за счет других блоков, в отличие от условий реальной постройки.

В любой момент времени учащийся имеет возможность просмотреть характеристики строительных блоков, узнать способы их установки, т.е. получить понятие о сфере использования этих блоков, местах их применения.

Такие характеристики, как тип храма, тип внешнего и внутреннего интерьера и др., могут быть произвольно изменены,что дает возможность адаптировать ППС к реальному набору строительных блоков, находящихся в распоряжении архитектора.

Реализация данной сцены опирается на раздел курса МХК "Культура средневековья", тему " Архитектура храма".

Создание облегченного интерфейса, широкой системы встроенной помощи, возможности изменения любых строительных блоков, входящих в используемый набор, делают систему, адаптивную к любым пользователям. »

Планировщик изображения на основе информации, имеющейся в базе знаний о расположении элементов сцены, позволяет построить правильное изображение сцены.

В целом процесс построения сцены осуществляется следующим образом:

1.Ставится цель (например, построить баэиликанский тип храма).

2.Строится сцена - графическое изображение (в сцену входят: фун-

дамент прямоугольный или в виде греческого креста, арки, опоры, барабан, паруса, своды, купол и т.д.).

3.Графическое изображение подвергается допустимым преобразованиям (осуществляется осмотр храма с различных сторон).

4. В каждом преобразовании отыскиваются графические особенности (при различных положениях храма).

5.Эти особенности анализируются учащимся, достраиваются недостающие элементы и делаются выводы о знании архитектурных особенностей храма (базиликанского или крестово-купольного).

При работе со сценой ученик выдвигает ряд положений относительно проблемы, которую он решает.

Алгоритм обработки положений работает с использованием обучающего множества М.

Каждый элемент М представляет собой упорядоченную пару Ш,0», где <1> - множество положений, выдвигаемых учеником, 0 -заключения, сделанные на основе положений.

Следующим этапом работы системы является поиск в базе знаний элементов сцен Ф, соответствующих заключениям ученика в М.

Если заключения в базе знаний отсутствуют, то ученику сообщается об отсутствии в системе таких заключений.

Сравнивая систему положений, выдвинутых учеником,с иерархией условий, выделим три класса гипотез.

1. Положения, встречающиеся в М и Ф.

2. Положения, встречающиеся в М, но не в Ф.

3. Положения, встречающиеся в Ф, но не в М.

Если система положений относится к первому классу, то ППС сообщает об успешном решении проблемы.

Если система положений относится ко второму классу, то ученику предлагается проанализировать ошибочные (лишние) положения и продолжить работу.

В третьем случае система начинает вести с учеником диалог о необходимости добавления положений, которые позволяют решить проблему полностью.

Таким образом, в процессе диалога ученик самостоятельно осуществляет самоконтроль при изучении объектов и связей темы по МХК ("Архитектура храмов").

Аналогичным образом разработан ППС по разделу Физики ("Динамика").

Таким образом, используя подходы, рассмотренные выше, разработаны ППС, реализующие систему самоконтроля, и представлена методика их использования на уроках для самоконтроля.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ представлены результаты педагогического эксперимента, дана оценка эффективности разработанных ППС, рассмотрены перспективы работ по созданию педагогических программных средств для самоконтроля.

Педагогический эксперимент проводился в 1994-1995 г. в одиннадцатых классах школ г. Шадринска и Шадринского района Курганской области.

Основная цель эксперимента заключалась в практическом подтверждении гипотезы исследования. Для достижения поставленной цели были определены задачи педагогического эксперимента, главная из которых - экспериментально проверить целесообразность предлагаемой методики применения ППС для самоконтроля знаний учащихся; а также - определить влияние разработанной методики самоконтроля Сна примере ППС по курсу "Мировая художественная культура" и разделу физики "Динамика") на уровень восприятия учебного материала и на качество знаний обучаемых.

Для определения эффективности разработанной методики и созданных ППС по самоконтролю в качестве критериев использованы: качественная характеристика ППС; коэффициент полноты усвоения учащимися понятий проблемной области; коэффициент эффективности ППС: коэффициент прочности усвоения понятий; критерий Колмогорова-Смирнова.

Качество знаний обучаемых, уровень сформированного интереса определяются рядом положений, установленных наш в процессе экспериментальной работы.

В первую очередь была проведена качественная характеристика ППС "Архитектура храмов" и ППС "Динамика".

В оценочную модель введены три категории критериев: технический уровень: дидактический уровень; степень интерактивности.

Решающим фактором при оценке ППС является их воздействие на учителя и ученика. В связи с этим учителя и учащиеся в соответствии с критериями оценивали адаптивный ППС ."Архитектура храмов" и ППС "Динамика", реализованные на ПЭВМ ГВМ РС.

Оценивающий ППС ставил три оценки по пятибальной шкале Сот ++ до -О. В оценке программы принимали участие более 250 учащихся и

О

о

О о

учителей.

Результаты свидетельствуют о более высоком качестве ППС "Архитектура храмов" и ППС "Динамика".

Эффективность ППС "Архитектура храмов" определялась в ходе педагогического эксперимента.

Анализ обработки результатов педагогического эксперимента по приведенным выше критериям показал следующее.

1. Коэффициент полноты усвоения учащимися понятий проблемной области.

До начала эксперимента .проведен нулевой срез. Последующие срезы проводились в ходе эксперимента, непосредственно после обогащения понятий на каждом из основных этапов их развития.

Как показал анализ, начальный уровень сформированное™ понятий у учащихся экспериментальных и контрольных классов не имеет больших различий.

В процессе Формирования у учащихся экспериментальных классов понятий на основе ППС наблюдается увеличение полноты усвоения понятий, тогда как в контрольных классах этот показатель качества усвоения понятий повышается лишь на определенных этапах формирования и не достигает высоких показателей.

2. Коэффициент эффективности везде больше' единицы. Это связано, во-первых, с понижением значения коэффициента полноты усвоения понятий проблемной области (у учащихся контрольных классов, во-вторых, более высокими результатами усвоения в экспериментальных классах. I

Таким образом, данные эксперимента свидетельствуют о достаточно высокой эффективности рассматриваемого ППС, о его преимуществе перед традиционными методами.

3. О глубине усвоения понятий свидетельствует поэлементный анализ ответов учащихся на вопросы контрольных заданий.

Общий анализ данных, полученных в ходе эксперимента, однознач-* но свидетельствует в пользу использования ЛПС "Архитектура хра-°мов".

4. Одним из критериев эффективности проверяемого ППС выступает коэффициент прочности усвояемых знаний.

Р Для его вычисления проводятся срезы непосредственно прсле обогащения понятия и через 4-6 месяцев С при условии, что в этот период не было нового обогащения данного понятия).

о

Как показал анализ результатов эксперимента, у учащихся экспериментальных классов не только выше полнота усвоения понятий, но и Фактор забывания - значительно слабее.

Коэффициент прочности усвоения для различных понятий оказывается больше единицы, что позволяет сделать вывод о более высокой эффективности применения ППС "Архитектура храмов".

На основе критерия Колмогорова-Смирнова проведен анализ предположений о наличии значительных различий в усвоении понятий учащимися экспериментальных и контрольных классов.

Результаты проводимой контрольной работы с целью изучения различий в качестве усвоения учащимися экспериментальных и контрольных классов разных понятий проблемной области показали, что максимальное значение модуля разности частот равно 84, следовательно, Т= 0,37, критическое же значение Ткр = 0.13.

Таким образом, выполняется Т>Ткр, что позволяет сделать вывод о том, что с достоверностью 95% в усвоении понятая "план храма" учащимися экспериментальных и контрольных классов имеются существенные различия, обусловленные не случайными факторами, а определенной закономерной причиной.

Сравнительный анализ абсолютных частот в выборах показывает, что учащиеся экспериментальных классов даюгг больше, верных ответов, т.е. они в целом лучше усвоили данное понятие, чем учащееся контрольных классов.

Данный критерий применялся для большинства срезов, проводимых в ходе педагогического эксперимента с целью проверки эффективности ППС.

Результаты, полученные в ходе анализа контрольных работ, также показали, что применение ППС повышает качество усвоения понятий проблемной области учащимися.

Таким образом, результаты педагогического эксперимента показали, что использование ППС "Архитектура храмов" и ППС "Динамика" для самоконтроля знаний повышает эффективность учебного процесса.

Дальнейшее развитие ПЯС, реализующих среду самоконтроля, как показал анализ, должно'осуществляться по следующим направлениям: углубление педагогических аспектов проблемы самоконтроля; применение более совершенной техники: улучшение технологии создания сред обучения: совершенствование средств общения конечных пользователей с ППС, развитие систем речевого ввода-вывода: дальнейшее

о

о

- го -

совершенствование базы знаний", развитие адаптивных свойств ППС; кроме того, необходима разработка метасреды, которая позволит объединить существующие и разрабатываемые среды самоконтроля в единую систем1;.

Таким образом, реализация концепций разработки, внедрения и развития адаптивных ППС для самоконтроля на базе экспертных технологий связана с вопросами разработки педагогических аспектов проблемы, аппаратного, программного и информационного обеспечения в целях повышения эффективности учебного процесса школы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационном исследовании велась работа в направлении разработки педагогических программных средств (ППС) для организации самоконтроля на базе адаптивных структур с применением экспертных технологий, которые призваны повысить эффективность учебного процесса, создать условия для развития когнитивных способностей обучаемых.

Исследование велось на стыке наук: дидактика и информатика.

1. Установлено, что самоконтроль в учебной деятельности играет большое значение: он выполняет учетную, контрольно-коррек-тирущую, обучающую, воспитательную и развивающую функции.

2. В результате анализа опьЛга разработки контролирующих ППС установлено, что абсолютное большинство программ составлено на основе тестов и программированных заданий, но в настоящее время положено начало проектирования так называемых "интеллектуальных" ППС.

3. Выявлено, что в разработке ППС для самоконтроля должны использоваться общедидактичеркие принципы, но особую роль должен играть принцип самоконтроля через открытия, осуществление которого возможно благодаря разработка экспертных адаптивных систем.

4. Установлено , что для разработки методики использования ППС для самоконтроля необходимо создать специфическую среду, в которой центральное место в диалоге с компьютером должна занимать не машина, а ученик как*активная личность, которая контролирует свои знания через творчество.

5.{Методической базой компьютеризации самоконтроля являются обобщенные планы изучения той или иной проблемы (модели знаний,

о %

гл

являщиеся целью обучения), которые в структуре ПНС реализуются в виде сценариев.

6. Выработана структура ППС для самоконтроля.

7. На базе вышеизложенных принципов разработаны адаптивные ППС для самоконтроля по ряду разделов школьных, курсов: "Мировая художественная культура" и "Физика", представлена методика их применения. Созданные ППС напр^^ны на осуществление двятальнос-тного подхода, стимулирование "^ской мотивации учащихся к познанию.

8. Выявлены уровни матобеспечения и их адаптационные элементы.

9. Проведен педагогический эксперимент по внедрению ППС для самоконтроля в учебный процесс школ г. Шадринска и Шадринского района Курганской области, который показал эффективность разрабатываемого подхода.

10. Выявлена перспективы в создании ППС для самоконтроля на базе экспертных технологий.

Таким образом, цель диссертационного исследования достигнута: предложены новые пути совершенствования самоконтроля в школе - с помощью разработки адаптивных педагогических программных средств на базе экспертных технологий.

Содержание диссертации отражено в следующих статьях:

1. Когнитивное развитие учащихся.-В сб.: Развитие творческой активности учащихся в процессе обучения,- Екатеринбург, УрГГМ, 1994.

2. Организация самоконтроля знаний учащихся на базе экспертных технологий.-В сб.: Развитие творческой активности учащихся в процессе обучения.- Екатеринбург, УрГПИ, 1994.

3. Развитие творческих способностей учащихся на базе экспертных систем.- В сб.: Естественные науки в педвузе и школе.- Екатеринбург, УрГШ, 1994.

4.Определение знаний учащихся в обучающих средах.-В сб.'.Школьный

физический эксперимент на рубеже XXI века.- Глазов, ГГПИ.1995.'

5.Основные аспекты применения ППС. -В сб.: Применение новых компьютерных технологий в образовании.- Самара, СИПКПРО, 1995.

6.Самоконтроль знаний учащихся,- В сб.: Зональное совещание учителей физики.- Красноярск, КГПИ, 1995.

о