Методические основы создания и применения комбинированных дидактических интерактивных программных систем по электротехническим дисциплинам

Польский, Максим Александрович

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методические основы создания и применения комбинированных дидактических интерактивных программных систем по электротехническим дисциплинам

Автореферат

Автор научной работы: Польский, Максим Александрович
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Астрахань
Год защиты: 2006
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методические основы создания и применения комбинированных дидактических интерактивных программных систем по электротехническим дисциплинам"

На правах рукописи

ПОЛЬСКИЙ Максим Александрович

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ДИДАКТИЧЕСКИХ ИНТЕРАКТИВНЫХ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ

Специальность 13.00.02 «Теория и методика обучения и воспитания» (технические дисциплины, уровень высшего образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Астрахань - 2006

На правах рукописи

ПОЛЬСКИЙ Максим Александрович

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Астрахань - 2006

Работа выполнена на кафедре электротехники Астраханского государственного технического университета

Научный руководитель:

доктор педагогических наук, профессор Л. X. Зайнутдинова

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор С. В. Панюкова;

кандидат технических наук, доцент И. Ю. Квятковская

Ведущая организация:

Самарский государственный технический университет

Защита состоится 31 марта 2006 года в «10» часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.05 в Астраханском государственном университете по адресу: 414056, Астрахань, ул. Татищева, 20 А

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Астраханского государственного университета по адресу: 414056, Астрахань, ул. Татищева, 20 А.

Автореферат разослан « » ОеС 2006 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

И.А. Крутова

jtm4

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. В начале 1990-х гг. образовательное пространство столкнулось с ростом влияния новых информационных технологий. На сегодняшний день данная сфера охватила различные уровни - от обычных аудиторных занятий до дистанционного образования - всюду широко используются различные средства обучения - электронные учебники, универсальные моделирующие программы, тестовые системы и т. д.

Большое количество программных продуктов, созданных к сегодняшнему дню для образовательных целей, требует от современного преподавателя умения в них ориентироваться и правильно строить процесс обучения. Вследствие этого актуальными являются вопросы проектирования новых педагогических технологий с использованием компьютеров. Общие проблемы и задачи такого рода исследовались в работах многих учёных (И.В. Роберт, Л.Х. Зайнутдинова, А.Ю. Уваров, В.П. Бсспалько). Содержание этих работ раскрывает дидактические возможности интерактивных программных систем для активизации процесса обучения, повышения научности, наглядности и доступности обучения, для обеспечения индивидуальности, адаптивности и интерактивности обучения. В ряде теоретических и экспериментальных исследований подтверждается высокая эффективность комплексного применения современных дидактических интерактивных программных систем (С.В. Панюкова, Н.В. Софронова)

Однако на примере электротехнических дисциплин можно говорить о том, что высокие потенциальные возможности программных систем пока не реализованы в полной мере.

Получившие распространение в учебном процессе технических вузов универсальные моделирующие программные системы (УМПС), например Electronics Workbench, Micro-Cap, MathCAD, Mathlab, прежде всего являются инструментами для проведения исследований (в чем проявляется широта их возможностей), а не для обучения. С их помощью можно сравнительно легко реализовать процедуру моделирования для исследования самых разнообразных объектов. Учащимся достаточно ввести исходные условия задачи и получить соответствующий результат. При этом отсутствует необходимость в выборе методов решения и осуществления расчётов. Между тем, в технических дисциплинах представлены теоретические знания большой степени абстракции, которые невозможно усвоить без активной деятельности самого учащегося. Приходится констатировать, что при работе с УМПС снижается уровень реализации такой дидактической закономерности, как активность и сознательность учащихся в процессе обучения.

Другим недостатком УМПС является отсутствие обратной связи между учащимся и обучающей системой (нет поэтапного контроля действий

учащихся). Существующие УМПС не занимаются контролем знаний студентов, не выявляют ошибок учащихся и, соответственно, не могут обеспечить автоматического управления учебно-познавательной деятельностью учащихся. Кроме того, такие программы не обеспечивают адаптивность процесса обучения (приспособление к уровню знаний, умений и психологическим характеристикам того или иного конкретного учащегося).

В отличие от УМПС дидактические интерактивные программные системы, к которым, согласно исследованиям JI.X. Зайнутдиновой, отнесены электронные учебники и интеллектуальные обучающие системы, разрабатываются специально для целей обучения. При этом наибольшее распространение в области электротехнических дисциплин в настоящее время получили электронные учебники. Такие программы обеспечивают полноту и непрерывность дидактического цикла: предоставляют учащемуся теоретический материал, обеспечивают активную тренировочную деятельность, выдают индивидуальные учебные задания, осуществляют пооперационный контроль действий студента, реализуют обратную связь, выдают оценку. Необходимо отметить, что большинство электронных учебников организуют усвоение репродуктивной алгоритмической учебно-познавательной деятельности студентов.

Реализация нетиповых, но при этом автоматически поэтапно контролируемых индивидуальных учебных заданий, соответствующих продуктивному эвристическому уровню деятельности, в электронных учебниках затруднительна с технической точки зрения.

Способность личности к продуктивной эвристической деятельности определяется сформированностью спектра познавательных умений Проблема их формирования в процессе обучения занимает ведущее место в исследованиях многих ученых (В.П. Беспалько, JI.C. Выготский, В.В Давыдов, Д.Б. Эльконин, H.A. Менчинская, П Я. Гальперин, В.В. Рубцов и др). Согласно исследованиям В.П. Беспалько, продуктивная деятельность обусловлена способностью человека не только воспроизводить усвоенные знания, но и преобразовывать их таким образом, что порождается новая, ранее неизвестная информация. Многие исследователи современного образования (А М. Новиков, В.А. Попков, А.В Коржуев) в качестве приоритетных задач выделяют: создание условий для овладения технологиями принятия оптимальных решений, развития умения адаптироваться к различным изменениям, прогнозировать ход развития тех или иных ситуаций. Подчёркивается, что образование для каждого отдельного человека должно выступать как средство адаптации в условиях рыночной экономики. Таким образом, учебно-познавательная деятельность учащегося должна носить продуктивный характер.

Между тем, проведённый анализ материалов международных научно-методических конференций по вопросам применения компьютерных обучающих программ в электротехническом образовании показывает, что большинство известных обучающих систем обеспечивают организацию учебно-познавательной деятельности лишь на репродуктивном уровне.

Таким образом, наименее разработанными являются те направления использования информационных технологий в образовании, которые связаны с организацией и автоматическим управлением продуктивной учебно-познавательной деятельностью учащихся.

Обращение к проблеме использования компьютерных технологий в учебном процессе электротехнических дисциплин, а также наш практический опыт позволили сделать вывод о наличии противоречия между направленностью современной образовательной системы на развитие продуктивной учебно-познавательной деятельности студентов и отсутствием соответствующих дидактических интерактивных программных систем, обеспечивающих организацию и автоматическое управление этой деятельностью и гарантирующих достаточный уровень её усвоения.

Проблема исследования, таким образом, отражает противоречие между объективными потребностями образовательного процесса технического вуза в использовании дидактического программного обеспечения, ориентированного на развитие продуктивной учебно-познавательной деятельности студентов, и существующим ограниченным педагогическим уровнем разработки дидактических интерактивных программных систем для электротехнических дисциплин, в основном ориентированных на организацию и управление репродуктивной учебно-познавательной деятельностью.

Объект исследования- процесс обучения электротехническим дисциплинам в техническом вузе в условиях применения дидактических интерактивных программных систем.

Предмет исследования: методические основы создания и применения дидактических интерактивных программных систем по электротехническим дисциплинам, обеспечивающих организацию и автоматическое управление продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельностью студентов при достаточном уровне её усвоения.

Цель исследования: анализ специфики процесса обучения электротехническим дисциплинам с применением электронных учебников и универсальных моделирующих программных систем, выявление наиболее перспективных направлений их проектирования и использования, разработка методических основ создания и применения дидактических интерактивных программных систем по электротехническим дисциплинам, обеспечивающих организацию и автоматическое управление продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельностью студентов.

Гипотеза исследования. Организацию и автоматическое управление продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельностью студентов при достаточном уровне ее усвоения можно обеспечить, если разработать и использовать комбинированную дидактическую интерактивную программную систему (КДИПС) в соответствии с методическими основами, включающими:

• структуру КДИПС как форму отражения содержания учебного материала, отличающуюся усилением роли аппарата организации усвоения;

• структуру КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога, обеспечивающую замкнутое пооперационное направленное автоматическое управление репродуктивной учебно-познавательной деятельностью учащегося посредством блока декларативной обратной связи и замкнутое поэтапное направленное автоматическое управление продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельностью учащегося посредством блока визуально-суггестивной обратной связи в сочетании с блоком компьютерного моделирования;

• методику проведения учебных занятий с применением КДИПС, обеспечивающую постепенный переход от репродуктивной учебно-познавательной деятельности к продуктивной эвристической при достаточном уровне её усвоения;

• условия применения КДИПС для организации различных видов учебных занятий по электротехническим дисциплинам.

Задачи исследования. В соответствии с целью и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:

• провести анализ научно-педагогической литературы и опыта применения информационных технологий в процессе обучения электротехническим дисциплинам;

• провести анализ программной продукции (электронных учебников и УМПС), используемой в вузах для обучения электротехническим дисциплинам;

• выявить специфику процесса обучения электротехническим дисциплинам в условиях технического вуза;

• разработать структуру КДИПС как форму отражения содержания учебного материала;

• разработать структуру КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога;

• разработать методику проектирования КДИПС по электротехническим дисциплинам;

• разработать методику обучения электротехническим дисциплинам с применением КДИПС в техническом вузе;

• провести экспериментальное исследование педагогической эффективности разработанной КДИПС.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы теоретического уровня: теоретический анализ положений психолого-педагогической науки по вопросам теории познания и управления процессом усвоения знаний, рефлексия собственной учебной и педагогической деятельности, теоретический анализ научно-педагогической литературы по вопросам разработки и применения информационных технологий в образовании, а также методы эмпирического уровня: сбор и обобщение оперативной информации по вопросам создания и применения дидактических интерактивных программных систем по электротехническим дисциплинам на основе материалов межвузовских научно-методических конференций; экспериментальная работа по созданию и апробации разработанной КДИПС в процессе обучения студентов технического вуза, педагогический эксперимент.

Методологической основой исследования явились фундаментальные работы в области педагогики и педагогической психологии (Н.Ф. Талызина, A.M. Новиков, В.А. Попков, A.B. Коржуев, П.Я. Гальперин, В.П. Беспалько, М.Н. Скаткин, JT.C. Выготский, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др.), в области теории и практики информатизации образования (И.В. Роберт, JI.X. Зай-нутдинова, А.Ю. Уваров, C.B. Панюкова, Э.Г. Скибицкий и др.).

Научная новизна и теоретическая значимость исследования:

• предложена комбинированная дидактическая интерактивная программная система (КДИПС) - обучающая программная система комплексного назначения, обеспечивающая организацию репродуктивной (узнавание и воспроизведение) и продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельности учащихся в условиях постепенности и завершённости обучения при замкнутом направленном автоматическом управлении.

• разработаны методические основы создания и применения КДИПС, включающие структуру КДИПС как форму отражения содержания учебного материала, структуру КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога, методику проведения и условия организации различных видов учебных занятий (лекции, практические и лабораторные занятия, самостоятельная работа студентов) с применением КДИПС по электротехническим дисциплинам в процессе обучения студентов технического вуза.

Практическая значимость исследования:

• предложена методика проектирования КДИПС по электротехническим дисциплинам;

• разработана система учебных практических заданий, характеризующихся высокой вариативностью, соответствующих первому, второму и третьему уровням усвоения учебно-познавательной деятельности;

• сформулированы рекомендации по программной реализации КДИПС в области электротехнических дисциплин с использованием современных инструментальных систем;

• разработана, зарегистрирована и внедрена в учебный процесс обучения технического вуза КДИПС по электротехническим дисциплинам, предоставляющая учебный материал с использованием мультимедийных технологий.

Организация и этапы исследования.

• 2001-2002 гт. Анализ психолого-педагогической литературы. Изучение материалов конференций и диссертаций по проблемам информатизации образования, теории и методике использования ДИПС по электротехническим дисциплинам.

• 2002-2003 гг. Разработка методических основ создания и применения КДИПС по электротехническим дисциплинам.

• 2004 г. Программная реализация КДИПС. Проведение экспериментальной работы и анализ полученных результатов.

• 2005-2006 гг. Регистрация и внедрение в учебный процесс КДИПС. Завершение окончательного варианта текста диссертационной работы.

Положения, выносимые на защиту:

• Определение: комбинированная дидактическая интерактивная программная система (КДИПС) - это обучающая программная система комплексного назначения, обеспечивающая организацию репродуктивной (узнавание и воспроизведение) и эвристической продуктивной учебно-познавательной деятельности учащихся в условиях постепенности и завершённости обучения при замкнутом направленном автоматическом управлении.

• Структура КДИПС как форма отражения содержания учебного материала, отличающаяся усилением роли аппарата организации усвоения.

• Структура КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога, обеспечивающая:

• замкнутое пооперационное направленное автоматическое управление репродуктивной учебно-познавательной деятельностью учащегося посредством блока декларативной обратной связи;

• замкнутое поэтапное направленное автоматическое управление продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельностью учащегося посредством блока визуально-суггестивной обратной связи в сочетании с блоком компьютерного моделирования.

• Система учебных практических заданий, характеризующаяся высокой вариативностью, обеспечивающая первый, второй и третий уровни усвоения учебно-познавательной деятельности

• Методика проведения учебных занятий с применением КДИТТС, обеспечивающая постепенный переход от репродуктивной учебно-познавательной деятельности к продуктивной эвристической при достаточном уровне её усвоения.

• Условия применения КДИПС в процессе обучения студентов технического вуза для обеспечения комплекса различных видов учебных занятий: лекционных, практических, лабораторных, а также для организации самостоятельной работы студентов.

База исследования. Опытно-экспериментальной базой исследования являлся Астраханский государственный технический университет (АГТУ). Занятия с использованием разработанной методики проводились со студентами 2-го и 3-го курсов специальностей: 200900 «Сети связи и системы коммутации», 201200 ч<Средства связи с подвижными объектами», 220200 «Автоматизированные системы обработки информации и управления», 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, определяется объект, предмет, цель, задачи исследования, формулируйся гшкнеза, описываются этапы и методы исследования, определяется научная новизна, теоретическая и практическая значимость проведённого исследования.

В первой главе «Современные дидактические интерактивные программные системы в электротехническом образовании» даётся анализ состояния и перспектив использования информационных технологий в вузах. Анализируется опыт применения электронных учебников и универсальных моделирующих систем в процессе обучения электротехническим дисциплинам. Выявляются перспективные направления разработки дидактических интерактивных программных систем.

Во второй главе «Комбинированная дидактическая интерактивная программная система» впервые предложено определение КДИПС как обучающей программной системы комплексного назначения, обеспечивающей организацию репродуктивной (узнавание и воспроизведение) и эвристической продуктивной учебно-познавательной деятельности учащихся в условиях постепенности и завершённости обучения при замкнутом направленном автоматическом управлении.

Рассмотрены известные подходы структурирования в плане отражения содержания учебного материала как традиционного, так и электронного учебников. На основании проведённого анализа, а также исходя из целей диссертационного исследования мы приходим к заключению, что в качестве важнейших структурных систем КДИПС целесообразно рассматривать тексты и внетекстовые компоненты. При этом «Аппарат организации усвоения» нами предлагается сделать первой по значимости подсистемой. Такое решение связано с тем, что в разрабатываемой КДИПС необходимо будет обеспечить организацию и автоматическое управление эвристической учебно-познавательной деятельностью. На рис. 1 приведена структура КДИПС в плане реализации содержания учебного материала.

Рис. 1. Структура комбинированной дидактической интерактивной программной системы в плане реализации содержания учебного материала

Подсистема «Аппарат организации усвоения» призвана обеспечить формирование многовариантных индивидуальных учебных заданий, соответствующих репродуктивной и эвристической продуктивной учебно-познавательной деятельности при замкнутом направленном автоматическом управлении.

Согласно исследованиям Л.Х Зайнутдиновой, автоматизированное управление процессом обучения является глубинным аспектом, сущностью интерактивного учебного диалога. Таким образом, среди дидактических требований, предъявляемых к компьютерным обучающим программам, ведущим является требование интерактивности.

В продолжение исследований Л.Х. Зайнутдиновой в соответствии с целями настоящей диссертационной работы нами предложена структура КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога (рис. 2).

Блок формирования обучающих воздействий обеспечивает выдачу индивидуальных практических заданий с привлечением данных из блока содержания теоретического материала. Блок проверки ответов производит сравнение ответов, вводимых учащимся, с правильными ответами - эталонами, вырабатываемыми блоком решения учебного задания.

Рис. 2. Структура комбинированной дидактической интерактивной программной системы в плане реализации интерактивного учебного диалога

С помощью блока оценки результатов учебной деятельности учащегося формируется итоговая оценка, учитывающая количество правильных и неправильных ответов и количество используемых учащимся попыток при ответах на вопросы задания.

В настоящем исследовании введён новый классификационный признак обратной связи для интерактивного процесса обучения, а именно «Декларативная обратная связь». На её основе осуществляются слежение, контроль и коррекция по усвоению репродуктивной учебно-познавательной деятельности. Перечислим основные признаки декларативной обратной связи:

• осуществление пооперационного контроля всех действий учащегося;

• оперативное формирование конкретных корректировочных обучающих воздействий.

Отличительной особенностью КДИПС является постановка заданий эвристического (третьего) уровня. Для этого в структуре КДИПС предусмотрен блок компьютерного моделирования изучаемых процессов (явлений).

Интерактивный учебный диалог строится на сопоставлении решения учащегося с решением, полученным от блока компьютерного моделирования. При этом учащийся вправе выбирать удобный для него путь решения (например, использовать универсальные моделирующие программные системы) - КДИПС не ограничивает его свободу действий.

Таким образом, формируются умения ориентироваться в нестандартных ситуациях при решении нетиповых задач. Контроль в этом случае организован в более гибкой форме. Программа не предполагает указания фактов допущения тех или иных конкретных ошибок. Учащемуся предоставляется возможность самостоятельно делать выводы относительно правильности хода решения. Эта возможность обеспечивается путём визуализации на экране расхождения результатов, введённых учащимся, и эталонных значений, полученных блоком компьютерного моделирования. Визуализация может быть реализована с помощью графической информации: рисунков, схем, графиков, видеороликов и т. д.

Данный вид обратной связи в настоящем диссертационном исследовании введён нами впервые и назван визуально-суггестивной обратной связью.

Таким образом, для решения проблемы управления эвристической учебно-познавательной деятельностью в настоящей диссертационной работе впервые предлагается введение блока компьютерного моделирования в сочетании с суггестивной обратной связью.

При реализации заданий, соответствующих продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельности, нами предлагается организация интерактивного учебного диалога, при котором контролируемый шаг обучения соответствует выполнению одного логически завершённого этапа работы по программе. Каждый этап - это совокупность элементарных операций, обеспечивающих получение промежуточного результата. Другими словами, осуществляется поэтапный контроль учебно-познавательной деятельности учащегося В этом случае учащемуся обеспечивается свобода выбора удобного пути решения нетиповых заданий.

Проектирование КДИПС по электротехническим дисциплинам нами предлагается проводить в три этапа.

Этап 1. Описание целей обучения.

На примере одного из разделов дисциплин электротехнического цикла -«Четырёхполюсники» - сформулирована следующая цель обучения: обеспечить с учётом постепенности и завершённости обучения усвоение определённым контингентом учащихся знаний из раздела курса электротехники «Четырёхполюсники» на уровне, достаточном для решения задач, требующих продуктивной эвристической деятельности.

Этап 2. Анализ, отбор и структурирование учебного материала для КДИПС.

Анализ учебного материала для КДИПС необходимо производить, по возможности используя всю доступную литературу, посвящённую данной теме Что касается отбора учебного материала, то здесь, по нашему мнению, необходимо руководствоваться следующими правилами-

• отбор учебного материала для КДИПС осуществлять исходя из целей обучения;

• учебный материал выбирать из последних изданий учебников, допущенных Министерством образования;

• термины, определения основных понятий и обозначения тех или иных графических объектов выбирать из официальных изданий Государственного стандарта.

При структуризации учебного материала для КДИПС по электротехническим дисциплинам в целях обеспечения системности и структурно-функциональной связанности предоставления учебного материала нами предлагается построение его логической структуры.

Этап 3. Разработка сценария КДИПС

Прорабатываются каждый кадр и их логическая последовательность в зависимости от предполагаемой реакции обучаемого и целей обучения. Сценарий включает описание связей между следующими составными частями- теоретическими сведениями, графическими материалами, практическими заданиями различного уровня сложности, ответами на вопросы, комментариями и т. д. Особенностью такого сценария является то, что его содержательная часть разрабатывается преподавателем-предметником. Предъявление информации на экране осуществляется в соответствии с эргономическими требованиями, рассмотренными в исследовании Д. А Яковец.

В настоящей работе предлагается концепция составления сценария КДИПС по электротехническим дисциплинам, включающей практические задания, соответствующие различным уровням усвоения учебно-познавательной деятельности учащихся на основе структуры интерактивного учебного диалога. Приведены примеры сценария автоматического управления процессом выполнения практических заданий, соответствующих как репродуктивной, так и продуктивной эвристической деятельности.

В конце второй главы диссертации приведены рекомендации по программной реализации КДИПС для области электротехнических дисциплин. Рассмотрен пример программной реализации КДИПС «Четырёхполюсники» с помощью инструментальной системы Flash MX. Данный подход может быть рекомендован широкому кругу преподавателей-методистов.

В третьей главе «Методика обучения электротехническим дисциплинам с применением комбинированной дидактической интерактивной программной системы в техническом вузе» рассмотрена и подтверждена возможность применения КДИПС по электротехническим дисциплинам для обеспечения комплекса различных видов учебных занятий- лекционных, практических, лабораторных занятий, а также для организации самостоятельной работы студентов.

Разработана методика проведения практических занятий с использованием КДИПС, обеспечивающая постепенный переход от репродуктивной учебно-познавательной деятельности к продуктивной эвристической при достаточном уровне её усвоения (рис. 3).

Начало занятия *

Повторение теоретического материала

Репродуктивная деятельность У студента

Выппшение задания первого уровня

Продуктивная эвристическая деятельность студента

{

оценка* 4

оциов^ 4

Выполнение задания второго уровня сложности

оценка. 5 4

Выполнение залами третьего уровня сложности

оценка < 4 Повторение теоретического тлазевиапа

оценка « 4 Повторение теоретического материала

| оценка > 4 Конец занятия

Рис 3 Методика проведения практического занятия с использованием комбинированной дидактической интерактивной программной системы по электротехническим дисциплинам

Основными условиями при проведении практического занятия с использованием КДИПС являются постепенность и завершённость обучения. Постепенность означает, что ни один уровень усвоения не может быть пропущен в ходе обучения Учащийся в процессе решения практических заданий постепенно переходит от простых задач к более сложным. Завершённость означает, что на каждом уровне усвоения учебно-познавательной деятельности оценка должна составлять не менее 4-х баллов.

Так, например, согласно рис. 3 студент может приступить к решению задач, соответствующих продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельности в случае успешного завершения задания второго уровня сложности (репродуктивный уровень учебно-познавательной деятельности) с оценкой 4 балла и выше.

Далее в третьей главе приведены также педагогические условия использования КДИПС в учебном процессе:

для эффективной организации учебного процесса с использованием КДИПС преподаватели и студенты должны иметь навыки работы с компьютером, соответствующие высокому уровню компьютерной подготовки, уметь работать с универсальными программными системами (например, MathCAD и Electronics Workbench).

Рассмотрены результаты педагогического эксперимента, проведённого на базе АГТУ в 2004 учебном году с участием студентов 2-го и 3-го курсов химико-технологического факультета, Института информационных технологий и коммуникаций.

Основной целью педагогического эксперимента в настоящей работе является оценка усвоения учащимися учебно-познавательной деятельности на первом, втором и третьем уровнях усвоения. При этом мы придерживаемся классификации уровней усвоения, предложенной В.П. Беспалько.

Проведенный педагогический эксперимент является сравнительным: одна часть учащихся входила в состав экспериментальной группы, а другая - в состав контрольной группы. В экспериментальной группе обучение осуществлялось с применением разработанной нами КДИПС по электротехническим дисциплинам. Контрольная группа работала с использованием электронного учебника «Электротехника АГТУ», традиционно использующегося в учебном процессе Астраханского государственного технического университета (АГТУ) с 1995 г.

Проверка качества усвоения репродуктивной и продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельности учащихся производилась с помощью специально разработанных тестовых заданий. Качество усвоения мы оценивали с помощью предложенного В.П. Беспалько коэффициента усвоения Ку - параметра, определяемого отношением числа правильно выполненных учащимся существенных операций «п» к общему числу существенных операций «м» в задании. В целях обеспечения объективности оценки Ку были разработаны соответствующие эталоны (образцы) полного и правильного выполнения задания.

Результаты педагогического эксперимента по заданиям, соответствующим репродуктивной учебно-познавательной деятельности для контрольной и экспериментальной групп, оказались практически одинаковыми (среднее значение коэффициента усвоения Ку = 0,72). Это означает, что электронный учебник и КДИПС одинаково влияют на процесс усвоения репродуктивной учебно-познавательной деятельности учащихся.

Что касается проверки третьего уровня усвоения, соответствующего эвристической деятельности, то здесь имеются положительные результаты у экспериментальной группы студентов. Доверительные интервалы Ку,

определенные с применением пакета MathCAD 2000, с доверительной вероятностью (надежностью оценки) Р = 0,95 составляют:

• для контрольной группы (0,616 - 0,0567) < Ку < (0,616 + 0,0567), или 0,559 < Ку < 0,673;

• для экспериментальной группы (0,75 - 0,049) < Ку < (0,75 + 0,049), или 0,701 < Ку < 0,799.

Таким образом, на основании педагогического эксперимента показано лучшее усвоение продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельности студентами экспериментальной группы (среднее значение Ку = 0,75) но сравнению с контрольной (среднее значение Ку = 0,616). Заключение

Проведённое исследование показало необходимость разработки и применения в учебном процессе технических вузов комбинированных дидактических интерактивных программных систем (КДИПС) по электротехническим дисциплинам В ходе теоретического и экспериментального исследований и практической работы были получены следующие результаты и выводы.

1. На основании анализа научно-методической литературы и материалов научно-методических конференций выявлены следующие потенциальные возможности дидактических интерактивных программных систем и универсальных моделирующих программных систем (УМПС), применяемых в учебном процессе электротехнических дисциплин:

• известные в области электротехнических дисциплин дидактические интерактивные программные системы обеспечивают преимущественно репродуктивные уровни усвоения учебной информации, с возможной организацией автоматического управления учебно-познавательной деятельностью студентов;

• УМПС как мощнейшие инструменты научного исследования допускают возможность постановки и решения задач, соответствующих продуктивному эвристическому уровню, но не обеспечивают автоматическое управление учебно-познавательной деятельностью студентов.

2. Анализ опыта применения информационных технологий в учебном процессе электротехнических дисциплин позволил выявить перспективные направления в разработке дидактических интерактивных программных систем. Предложено создавать комбинированные дидактические интерактивные программные системы (КДИПС), обеспечивающие с учетом постепенности и завершённости обучения продуктивный эвристический уровень учебно-познавательной деятельности при замкнутом направленном автоматическом управлении.

3. Проведён анализ отражения содержания учебного материала в дидактических интерактивных программных системах, используемых в учебном процессе. Для электротехнических дисциплин предложена структура КДИПС в плане отражения содержания учебного материала, в которой усилена роль подсистемы «Аппарат организации усвоения». Данная подсистема призвана обеспечить формирование многовариантных индивидуальных учебных заданий, соответствующих различным уровням учебно-познавательной деятельности (репродуктивной и продуктивной эвристической) при замкнутом направленном автоматическом управлении.

4. Проведён анализ психолого-педагогической литературы и статей научно-методических конференций, в которых затрагиваются вопросы организации интерактивного диалога между дидактическими интерактивными программными системами и учащимися Для электротехнических дисциплин предложена структура КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога, в которой предусмотрено замкнутое пооперационное направленное автоматическое управление репродуктивной учебно-познавательной деятельностью учащегося посредством блока декларативной обратной связи и замкнутое поэтапное направленное автоматическое управление продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельностью учащегося посредством блока визуально-суггестивной обратной связи в сочетании с блоком компьютерного моделирования

5. Предложены следующие этапы проектирования КДИПС по электротехническим дисциплинам:

• описание целей обучения;

• анализ, отбор и структурирование учебного материала для КДИПС;

• разработка сценария КДИПС.

6. Сформулированы рекомендации по программной реализации КДИПС для области электротехнических дисциплин:

• первый подход заключается в прямом программировании с использованием таких средств разработки программного обеспечения, как Visual BASIC, Visual С++, Delphi и др. Данный подход пригоден для реализации наиболее сложных обучающих программ для технических дисциплин и может быть рекомендован в случае, когда программной реализацией занимается программист, работающий в составе творческого коллектива;

• второй подход заключается в использовании современных инструментальных систем (например, Flash MX или ToolBook II). Данный подход может быть рекомендован широкому кругу преподавателей-методистов

7. Разработана методика проведения практических занятий по электротехническим дисциплинам с использованием КДИПС, обеспечивающая:

• возможность повторения теоретического материала;

• выдачу учащимся индивидуальных вариантов учебных заданий, характеризующихся высокой вариативностью;

• выполнение учащимися во время занятия практических заданий, соответствующих репродуктивному и продуктивному эвристическому уровням усвоения учебно-познавательной деятельности в условиях постепенности и завершённости обучения при замкнутом направленном автоматическом управлении;

• формирование оценки за выполнение учебного задания.

8. Показана целесообразность применения КДИПС по электротехническим дисциплинам для обеспечения комплекса различных видов учебных занятий. лекционных, практических, лабораторных занятий, а также для организации самостоятельной работы студентов.

9. Приведены педагогические условия эффективной организации учебного процесса с использованием КДИПС: преподаватели и студенты должны иметь навыки работы с компьютером, соответствующие высокому уровню компьютерной подготовки, уметь работать с универсальными программными системами (например, MathCAD и Electronics Workbench).

10. Проведён педагогический эксперимент, подтвердивший возможность создания и применения КДИПС, обеспечивающих высокий уровень усвоения продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельности.

Полученные результаты дают основание заключить, что задачи исследования решены, поставленная цель достигнута, гипотеза исследования подтверждена Основные положения исследования отражены в 18 публикациях автора.

Статьи, материалы конференций:

1. Зайнутдинова, JT.X., Польский, М.А Опыт использования электронного учебника «Электротехника АГТУ» и виртуальной лаборатории на основе Electronics Workbench в учебном процессе электротехнических дисциплин // Инновационные процессы в высшей школе- материалы VIII Всерос. науч,-практ. конф., Краснодар, 19-21 сентября 2002 г - Краснодар- Изд-во Ку-бан гос технолог, ун-та, 2002. С 118-119.

2. Зайнутдинова, Л.Х., Польский, М.А. О концепции учебного процесса электротехнических дисциплин с использованием электронного учебника «Электротехника АГТУ» и виртуальной лаборатории на основе Electronics Workbench // Математическое моделирование и информационные технологии в технических, естественных и гуманитарных науках- сб тр. 3-й регион, науч конф., Георгиевск, 17-19 апреля 2003 г - Ставрополь: СевКавГТУ, 2003 -С 98-101.

3. Польский, М Л , Бокова, А.В. Разработка электронного учебника по разделу «Электрические цепи постоянного тока» // Новые информационные технологии в электротехническом образовании (НИТЭ-2003) материалы VI между-нар. науч.-метод. конф. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. - С. 116-120.

4. Польский, М.А., Андрейчик, М.В. Лабораторно-практические занятия по дисциплине «Основы теории цепей» с использованием виртуальной лаборатории на основе Electronics Workbench // Новые информационные технологии в электротехническом образовании (НИТЭ-2003)- материалы VI между-нар. науч.-метод. конф. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. - С. 296-298.

5. Польский, М.А. Исследовательская работа студентов на Electronics Workbench как эффективный путь повышения качества подготовки молодых специалистов в области электротехнических дисциплин // Влияние образовательных технологий на развитие регионов: сб. ст. 2-й междунар. науч.-практ. конф. - Астрахань :Астрахан. филиал МЭСИ, 2003. - С. 75-76.

6. Польский, М.А. Разработка электронного учебника по электротехнике к разделам «Электрические цепи постоянного тока», «Четырехполюсники» // Электронный университет как центр развития интеллектуального потенциала региона: сб. ст. 3-й междунар. науч.-практ. конф. - Астрахань: Аст-рахан. филиал МЭСИ, 2004. - С. 96-99.

7. Дмитриев, В.Н., Польский, М.А. Методика проведения курсового проектирования при совместном использовании пакетов MathCAD и Electronics Workbench в рамках дисциплины «Основы теории цепей» // Сб. тр. 8-й междунар. науч.-метод. конф. вузов и факультетов телекоммуникаций, 23-24 июня 2004 г. - Москва-Уфа: МТУ СИ, 2004. С. 186-189.

8. Зайнутдинова, Л.Х., Польский, M А Актуальность проблемы создания комбинированных дидактических интерактивных программных систем // Проблемы модернизации образовательного процесса в школе и вузе: сб. ст. / Под ред. проф. Г.П. Стефановой. - Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2004. - С. 35-39.9. Польский, М.А. Перспективные направления использования информационных технологий по электротехническим дисциплинам в рамках открытого образования // Россия и Восток. Обучающееся общество и социально-устойчивое развитие Каспийского региона: сб. ст 3-й междунар. науч. конф., 21-22 апреля 2005 г., Астрахан. гос. ун-т. - Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2005. С. 74-79.

10. Зайнутдинова, Л X. Разработка комбинированной дидактической интерактивной программной системы по электротехнике / Л X Зайнутдинова, М.А. Польский // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе IT + S&E'05». Information Technologies in Science, Education, Telecommunication and Business: материалы XXXII междунар. конф. и III междунар. конф. молодых учёных, Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая 2005 г.// Открытое образование, прил. - С. 319 - 320.

Программный продукт:

11. Польский, М.А. Обучающая программа «КДИПС "Четырехполюсники"». Зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. -№ 2005 610 828 от 11 апреля 2005 г.

Отчёты по научно-исследовательской работе:

12. Польский, М.А. Методика проведения лабораторно-практических занятий по курсу электротехники с применением программного пакета Electronics Workbench // Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла: отчет о НИР (за 2001 г.) / Астрахань: Изд-во АГТУ, 2001. - 86 с. - С. 69-75. - № ГР 02.20.0203725.

13. Польский, М.А. Опыт использования электронного учебника «Электротехника АГТУ» и виртуальной лаборатории на основе Electronics Workbench в учебном процессе электротехнических дисциплин // Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла: отчет о НИР (за 2002 г.) / Астрахань: Изд-во АГТУ, 2002. - 80 с. - С. 47-64. -№ ГР 01 2003 10074. - Инв. № 02 2003 04998.

14. Польский, М.А. Разработка и внедрение в учебный процесс электронного учебника по электротехнике к разделу «Четырёхполюсники» для студентов с высоким уровнем компьютерной подготовки // Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла: отчет о НИР (за 2003 г.) / Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. - 72 с. - С. 35-51. - № ГР 01 2004 06785. - Инв. № 02 2004 03493.

15. Польский, М.А. Разработка электронного учебника по электротехнике для студентов с высоким уровнем компьютерной подготовки // Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла: отчет о НИР /Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. - 50 с. - С. 15-20. - № ГР 0120.0 504519. - Инв. № 0220.0 503752.

Методические указания:

16. Дмитриев, В.Н., Польский, М.А. Расчет и компьютерное моделирование электрических фильтров: метод, указания к курсовой работе по дисциплине «Основы теории цепей» для студентов очной и заочной форм обучения специальностей 200900 и 201200. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. - 52 С.

17. Дмитриев, В.Н., Польский, М.А., Андрейчик, М.В. Лабораторные работы в среде системы схемотехнического моделирования Electronics Workbench 5.12: метод, указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Основы теории цепей» для студентов очной и заочной форм обучения специальностей 200900 и 201200. Ч. 1 / Астрахань. Изд-во АГТУ, 2004. -31 с.

18. Дмитриев, В.Н., Польский, М.А., Андрейчик, М.В. Лабораторные работы в среде системы схемотехнического моделирования Electronics Workbench 5.12: метод указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Основы теории цепей» для студентов очной и заочной форм обучения специальностей 200900 и 201200. Ч. 2 / Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. - 23 с.

АГТУ. зак. 177 тир. 100 26.02.06

jmA

»-4 717

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Польский, Максим Александрович, 2006 год

Перечень введённых сокращений.

Введение.

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ДИДАКТИЧЕСКИЕ ИНТЕРАКТИВНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ.

1.1. Анализ опыта применения электронных учебников в процессе обучения электротехническим дисциплинам.

1.2. Анализ опыта применения универсальных моделирующих систем в процессе обучения электротехническим дисциплинам.

1.3. Перспективные направления разработки дидактических интерактивных программных систем.

Выводы по 1-й главе.

Глава 2. КОМБИНИРОВАННАЯ ДИДАКТИЧЕСКАЯ ИНТЕРАКТИВНАЯ ПРОГРАММНАЯ СИСТЕМА ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ

2.1. Определение комбинированной дидактической интерактивной программной системы.

2.2. Структура комбинированной дидактической интерактивной программной системы.

2.3. Проектирование комбинированной дидактической интерактивной программной системы.

2.4. Программная реализация комбинированной дидактической интерактивной программной системы.

Выводы по 2-й главе.

Глава 3. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМБИНИРОВАННОЙ ДИДАКТИЧЕСКОЙ ИНТЕРАКТИВНОЙ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ

3.1. Методика проведения учебных занятий с применением комбинированных дидактических интерактивных программных систем.

3.2. Педагогические условия использования комбинированных дидактических интерактивных программных систем в учебном процессе.

3.3. Организация и проведение педагогического эксперимента.

Выводы по 3-й главе.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методические основы создания и применения комбинированных дидактических интерактивных программных систем по электротехническим дисциплинам"

Актуальность исследования. В начале 1990-х гг. образовательное пространство столкнулось с ростом влияния новых информационных технологий. На сегодняшний день данная сфера охватила различные уровни -от обычных аудиторных занятий до дистанционного образования - всюду широко используются различные средства обучения - электронные учебники, универсальные моделирующие программы, тестовые системы и т. д.

Большое количество программных продуктов, созданных к сегодняшнему дню для образовательных целей, требует от современного преподавателя умения в них ориентироваться и правильно строить процесс обучения. Вследствие этого актуальными являются вопросы проектирования новых педагогических технологий с использованием компьютеров. Общие проблемы и задачи такого рода исследовались в работах многих учёных (И.В. Роберт, JI.X. Зайнутдинова, А.Ю. Уваров, В.П. Беспалько). Содержание этих работ раскрывает дидактические возможности интерактивных программных систем для активизации процесса обучения, повышения научности, наглядности и доступности обучения, для обеспечения индивидуальности, адаптивности и интерактивности обучения. В ряде теоретических и экспериментальных исследований подтверждается высокая эффективность комплексного применения современных дидактических интерактивных программных систем (С.В. Панюкова, Н.В. Софронова).

Другим недостатком УМПС является отсутствие обратной связи между учащимся и обучающей системой (нет поэтапного контроля действий учащихся). Существующие УМПС не занимаются контролем знаний студентов, не выявляют ошибок учащихся и, соответственно, не могут обеспечить автоматического управления учебно-познавательной деятельностью учащихся. Кроме того, такие программы не обеспечивают адаптивность процесса обучения (приспособление к уровню знаний, умений и психологическим характеристикам того или иного конкретного учащегося).

Способность личности к продуктивной эвристической деятельности определяется сформированностью спектра познавательных умений. Проблема их формирования в процессе обучения занимает ведущее место в исследованиях многих ученых (В.П. Беспалько, J1.C. Выготский, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин, Н.А. Менчинская, П.Я. Гальперин, В.В. Рубцов и др.). Согласно исследованиям В.П. Беспалько, продуктивная деятельность обусловлена способностью человека не только воспроизводить усвоенные знания, но и преобразовывать их таким образом, что порождается новая, ранее неизвестная информация. Многие исследователи современного образования (A.M. Новиков, В.А. Попков, А.В. Коржуев) в качестве приоритетных задач выделяют: создание условий для овладения технологиями принятия оптимальных решений, развития умения адаптироваться к различным изменениям, прогнозировать ход развития тех или иных ситуаций. Подчёркивается, что образование для каждого отдельного человека должно выступать как средство адаптации в условиях рыночной экономики. Таким образом, учебно-познавательная деятельность учащегося должна носить продуктивный характер.

Объект исследования: процесс обучения электротехническим дисциплинам в техническом вузе в условиях применения дидактических интерактивных программных систем.

Гипотеза исследования. Организацию и автоматическое управление продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельностью студентов при достаточном уровне её усвоения можно обеспечить, если разработать и использовать комбинированную дидактическую интерактивную программную систему (КДИПС) в соответствии с методическими основами, включающими:

• выявить специфику процесса обучения электротехническим дисциплинам в условиях технического вуза;

• разработать структуру КДИПС как форму отражения содержания учебного материала;

• разработать структуру КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога;

• разработать методику проектирования КДИПС по электротехническим дисциплинам;

• разработать методику обучения электротехническим дисциплинам с применением КДИПС в техническом вузе;

• провести экспериментальное исследование педагогической эффективности разработанной КДИПС.

Методологической основой исследования явились фундаментальные работы в области педагогики и педагогической психологии (Н.Ф. Талызина, A.M. Новиков, В.А. Попков, А.В. Коржуев, П.Я. Гальперин, В.П. Беспалько, М.Н. Скаткин, JI.C. Выготский, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др.), в области теории и практики информатизации образования (И.В. Роберт, JI.X. Зайнутдинова, А.Ю. Уваров, С.В. Панюкова, Э.Г. Скибицкий и др.).

Научная новизна и теоретическая значимость исследования:

Практическая значимость исследования:

• предложена методика проектирования КДИПС по электротехническим дисциплинам;

Организация и этапы исследования:

• 2001-2002 гг. Анализ психолого-педагогической литературы. Изучение материалов конференций и диссертаций по проблемам информатизации образования, теории и методике использования ДИПС по электротехническим дисциплинам.

• 2002-2003 гг. Разработка методических основ создания и применения КДИПС по электротехническим дисциплинам.

• 2004 г. Программная реализация КДИПС. Проведение экспериментальной работы и анализ полученных результатов.

Положения, выносимые на защиту:

• Структура КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога, обеспечивающая:

• Методика проведения учебных занятий с применением КДИПС, обеспечивающая постепенный переход от репродуктивной учебно-познавательной деятельности к продуктивной эвристической при достаточном уровне её усвоения.

База исследования. Опытно-экспериментальной базой исследования являлся Астраханский государственный технический университет (АГТУ). Занятия с использованием разработанной методики проводились со студентами 2-го и 3-го курсов специальностей: 200900 «Сети связи и системы коммутации», 201200 «Средства связи с подвижными объектами», 220200 «Автоматизированные системы обработки информации и управления», 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы к главе 3

1. Разработана методика проведения практических занятий по электротехническим дисциплинам с использованием КДИПС, обеспечивающая:

• возможность повторения теоретического материала;

• выдачу учащимся индивидуальных вариантов учебных заданий, характеризующихся высокой вариативностью;

• формирование оценки за выполнение учебного задания.

2. Показана целесообразность применения КДИПС по электротехническим дисциплинам для обеспечения комплекса различных видов учебных занятий: лекционных, практических, лабораторных занятий, а также для организации самостоятельной работы студентов.

3. Приведены педагогические условия эффективной организации учебного процесса с использованием КДИПС: преподаватели и студенты должны иметь навыки работы с компьютером, соответствующие высокому уровню компьютерной подготовки, уметь работать с универсальными программными системами (например, MathCAD и Electronics Workbench).

4. Проведён педагогический эксперимент, подтвердивший возможность создания и применения КДИПС, обеспечивающих высокий уровень усвоения продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельности.

Заключение

Проведённое исследование показало необходимость разработки и применения в учебном процессе технических вузов комбинированных дидактических интерактивных программных систем (КДИПС) по электротехническим дисциплинам. В ходе теоретического и экспериментального исследований и практической работы были получены следующие результаты и выводы:

• известные в области электротехнических дисциплин дидактические интерактивные программные системы обеспечивают преимущественно репродуктивные уровни усвоения учебной информации с возможной организацией автоматического управления учебно-познавательной деятельностью студентов;

• УМПС как мощнейшие инструменты научного исследования допус-кают возможность постановки и решения задач, соответствующих продуктивному эвристическому уровню, но не обеспечивают автома-тическое управление учебно-познавательной деятельностью студентов.

4. Проведён анализ психолого-педагогической литературы и статей научно-методических конференций, в которых затрагиваются вопросы организации интерактивного диалога между дидактическими интерактивными программными системами и учащимися. Для электротехнических дисциплин предложена структура КДИПС в плане реализации интерактивного учебного диалога, в которой предусмотрены замкнутое пооперационное направленное автоматическое управление репродуктивной учебно-познавательной деятельностью учащегося посредством блока декларативной обратной связи и замкнутое поэтапное направленное автоматическое управление продуктивной эвристической учебно-познавательной деятельностью учащегося посредством блока визуально-суггестивной обратной связи в сочетании с блоком компьютерного моделирования.

5. Предложены следующие этапы проектирования КДИПС по электротехническим дисциплинам:

• описание целей обучения;

• анализ, отбор и структурирование учебного материала для КДИПС;

• разработка сценария КДИПС.

6. Сформулированы рекомендации по программной реализации КДИПС для области электротехнических дисциплин:

• возможность повторения теоретического материала;

• выдачу учащимся индивидуальных вариантов учебных заданий, характеризующихся высокой вариативностью;

• формирование оценки за выполнение учебного задания.

8. Показана целесообразность применения КДИПС по электротехническим дисциплинам для обеспечения комплекса различных видов учебных занятий: лекционных, практических, лабораторных, а также для организации самостоятельной работы студентов.

Полученные результаты дают основание заключить, что задачи исследования решены, поставленная цель достигнута, гипотеза исследования подтверждена.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Польский, Максим Александрович, Астрахань

1. Анастази, 1982. Анастази, А. Психологическое тестирование Текст]: Кн. 1: [пер. с англ.] / А. Анастази; под ред. К.М. Гуревича, В.И. Лубовского. -М.: Педагогика, 1982. 320 с.

2. Арнхейм, 1974. Арнхейм, Р. Искусство и визуальное восприятие Текст] / Р. Арнхейм; сокр. пер. с англ. В.Н. Самохина. М.: Прогресс, 1974. - 392 с.

3. Беспалько, 2002. Беспалько, В.П. Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия) Текст] / В.П. Беспалько. -М.: Изд-во Московского психолого-социального института; Воронеж: Изд-во НПО МОДЭК, 2002. 352 с.

4. Бессонов, 1996. Бессонов, JI.A. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учеб. для электротехн., энерг., приборостроит. спец. вузов Текст] / JI.A. Бессонов. 9-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1996.-638 с.

5. Боброва, 2005. Боброва, И.И. Разработка программно-педагогических средств: метод, пос. Текст] / И.И. Боброва Магнитогорск: Магнитогорский гос. ун-т, 2005. - 65 с.

6. Волошникова, 1999. Волошникова, Т.Ю. Методика использования мультимедийных технологий в учебно-методической деятельности преподавателя вуза Текст]: дис. . канд. пед. наук / Т.Ю. Волошникова. -СПб., 1999.-237 с.

7. Воронина и др., 1995. Воронина, Т.П. Образование в эпоху новых информационных технологий Текст] / Т.П. Воронина, В.П. Кашицин, О.П. Молчанова. -М.: Информатика, 1995.-220 с.

8. Вымятнин и др., 2003. Вымятнин, В.М. Мультимедиа курсы: методология и технология разработки Текст] / В.М. Вымятнин, В.П. Демкин, Г.В. Можаева, Т.В. Руденко. Томск. Изд-во Томского гос. ун-та, 2003. - 102 с.

9. Гальперин, 2003. Гальперин, П.Я. Психология как объективная наукаТекст] / П.Я. Гальперин; под ред. А.И. Подольского; авт. вступ. ст.

10. А.И. Подольский. М.: Московский психолого-социальный институт, Воронеж: НПО МОДЭК, 2003. - 480 с.

11. Гуртовая, 2004. Гуртовая, Н.Г. Роль и место методов математической статистики в педагогических исследованиях Текст] : автореф. дис. . канд. пед. наук : 13.00.02 / Н.Г. Гуртовая. Глазовский гос. пед. ун-т, 2004.

12. Давыдов, 1986. Давыдов, В.В. Проблемы развивающего обучения: Опыт теоретического и экспериментального психологического исследования Текст] /В.В. Давыдов. М.: Педагогика, 1986. - 240 с.

13. Демирчян и др., 2004. Демирчян, К.С. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов Текст]. В 3 т. Т. 2. 4-е изд. К.С. Демирчян, JI.P. Нейман, Н.В. Коровкин, B.JI. Чечурин. - СПб.: Питер, 2004.-576 с.

14. Демушкин и др., 1995. Демушкин, А.С. Компьютерные обучающие программы Текст] / А.С. Демушкин, А.И. Кириллов, Н.А. Сливина, Е.В. Чубров, А.О. Кривошеев, С.С. Фомин // Информатика и образование. -1995.-№3.-С. 15-22.

15. Зайнутдинова, 1999, а. Зайнутдинова, JI.X. Создание и применение электронных учебников (на примере общетехнических дисциплин) Текст] : моногр. / JI.X. Зайнутдинова. Астрахань: Изд-во ЦНТЭП, 1999. - 364 с.

16. Зайнутдинова, 1999, б. Зайнутдинова, JI.X. Электронный учебник как система управления процессом усвоения знаний Текст] / JI.X. Зайнутдинова // Датчики и системы. 1999. - № 6. - С. 49-51.

17. Зайцева и др., 2000. Зайцева, Ж.Н. Открытое образование -объективная парадигма XXI века Текст] / Ж.Н. Зайцева, Ю.Б. Рубин, Л.Г. Титарёв, В.П. Тихомиров. М.: Изд-во МЭСИ, 2000. - 204 с.

18. Зенкин, 1991. Зенкин, А.А. Когнитивная компьютерная графика Текст] / А.А. Зенкин. М.: Наука, 1991. - 192 с.

19. Зуев, 1983. Зуев, Д.Д. Школьный учебник Текст] / Д.Д. Зуев. М.: Педагогика, 1983.-240 с.

20. Казаков и др., 1995. Казаков, В.Г. Лекционная мультимедиа-аудитория Текст] / В.Г. Казаков, А.А. Дорошкин, A.M. Задорожный, Б.А. Князев // Информатика и образование. 1995. - № 4. - С. 105-110.

21. Калинина, Панкин, 1998. Калинина, В.Н. Математическая статистика Текст] : учеб. для техникумов / В.Н. Калинина, В.Ф. Панкин. -2-е изд., стер. М.: Высш. шк., 1998. - 336 е.: ил.

22. Карлащук, 2000. Карлащук, В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и её применение Текст] / В.И. Карлащук. 2-е изд. - М.: СОЛОН-Пресс, 2000. - 736 с.

23. Карлащук, 2004. Карлащук, В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Лабораторный практикум на Electronics Workbench и Matlab Текст] / В.И. Карлащук. 5-е изд. - М.: СОЛОН-Пресс, 2004. - 800 с.

24. Кручинин и др., 1992. Кручинин, В.В. Дидактический инструментарий для создания педагогических программных средств Текст] /

25. B.В. Кручинин, Т.Н. Поддубная, Ф.П. Тарасенко // Восток ~ Запад (НИТ в образовании): тез. докл. конф. М.: МЦНТИ, 1992. - С. 70.

26. Кудрявцев, 2001. Кудрявцев, Е.М. MathCAD 2000 Pro Текст] / Е.М. Кудрявцев. М.: ДМК Пресс, 2001. - 576 с.

27. Лебедева, Шилова, 2004. Лебедева, М.Б. Что такое ИКТ-компетентность студентов педагогического университета и как её формировать Текст] / М.Б. Лебедева, О.Н. Шилова // Информатика и образование. 2004. - № 3. - С. 95.

28. Лернер, 1991. Лернер, И.Я. О дидактических основаниях построения учебника Текст] / И.Я. Лернер // Пробл. школьн. учебн. 1991. - Вып. 20.1. C. 18-26.

29. Лещёв, 2004. Лещёв, Д.В. Flash MX 2004. Теория и практика. Самоучитель Текст] / Д.В. Лещев. СПб.: Изд-во Питер, 2004. - 362 с.

30. Менчинская, 2004. Менчинская, Н.А. Проблемы обучения, воспитания и психического развития ребенка Текст] / Н.А. Менчинская; под ред. Е.Д. Божович. М.: Изд-во «Институт практической психологии», Воронеж: НПО МОДЭК, 2004. - 512 с.

31. Материалы, 1998. Четвёртая научно-методическая конференция «Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин (НИТЭ-98)» Текст] : [материалы]. Астрахань: Изд-во АГТУ, 1998.-254 с.

32. Материалы, 2000. Пятая научно-методическая конференция «Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин (НИТЭ-2000)» Текст] : [материалы]. Астрахань: Изд-во ЦНТЭП, 2000.-364 с.

33. Материалы, 2003. Шестая научно-методическая конференция «Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин (НИТЭ-2003)» Текст] : [материалы]. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003.-452 с.

34. Назарова, Полат, 1998. Назарова, Т.С. Средства обучения: технология создания и использования Текст] / Т.С. Назарова, Е.С. Полат. -М.: Изд-во УРАО, 1998. 204 с.

35. Нечаева, 2000. Нечаева, Л.Т. Научно-методические основы структуры и содержания учебников японского языка для русскоговорящих Текст] : автореф. дис. . докт. пед. наук / Л.Т. Нечаева. -М., 2000. 80 с.

36. Новиков, 1996. Новиков, A.M. Как работать над диссертацией: пособие для начинающего педагога-исследователя Текст] / A.M. Новиков. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во ИПК и ПРНО МО, 1996. - 112 с.

37. Новиков, 1998. Новиков, A.M. Научно-экспертная работа в образовательном учреждении Текст] / A.M. Новиков. М.: Изд-во Ассоциация «Профессиональное образование», 1998. - 134 с.

38. Панюкова, 1998. Панюкова, С.В. Информационные и коммуникационные технологии в личностно ориентированном обучении Текст] / С.В. Панюкова. М.: Изд-во ИОСО РАО, 1998. - 225 с.

39. Подковырова, 2005. Подковырова, В.Н. Формирование ИКТ-компетентности будущих учителей Текст] / В.Н. Подковырова // Педагогический университетский вестник Алтая: материалы электронного журнала. Барнаул: Изд-во БГПУ, 2005. - №1(3). - С. 56.

40. Попков, Коржуев, 2004. Попков, В.А. Теория и практика высшего профессионального образования Текст]: учеб. пособие для системы дополн. пед. образования / В.А. Попков, А.В. Коржуев. М.: Академический проект, 2004.-432с.

41. Прокубовская, 2002. Прокубовская, Т.Ю. Методика использования мультимедийных технологий в учебно-методической деятельности преподавателя вуза Текст] : дисс. . канд. пед. наук / Т.Ю. Прокубовская. -Екатеринбург, 2002. 185 с.

42. Резвиг, 1998. Резвиг, В.Д. Соперничество Electronics Workbench и , Microcap Текст] / В.Д. Резвиг // PC Week / Re. № 29-30. - 1999. - С. 18.

43. Рейнхардт, Дауд, 2003. Рейнхардт, P. Flash MX. Библия пользователя Текст]: пер. с англ. / Р. Рейнхард, С. Дауд. М.: Изд. дом «Вильяме», 2003. -1088 с.

44. Рейнхардт, Лотт, 2003. Рейнхардт, P. Macromedia Flash MX ActionScript. Библия пользователя Текст] : пер. с англ. / Р. Рейнхард, Д. Лотт. -М.: Изд. дом «Вильяме», 2003. 1280 с.

45. Роберт, 1994. Роберт, И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования Текст] / И.В. Роберт. М.: Школа-Пресс, 1994. - 205 с.

46. Рубцов, 1996. Рубцов, В.В. Основы социально-генетической психологии Текст] / В.В. Рубцов. М.: Изд-во «Институт практической психологии», Воронеж: НПО МОДЭК, 1996. - 384 с.

47. Сборник задач., 2000. Сборник задач и упражнений по теоретическим основам электротехники Текст] / JI.A. Бессонов, М.Е. Заруди, С.А. Миленина, С.А. Расовская, В.П. Каменская. -М.: Высш. шк., 2000.

48. Скаткин, 1984. Скаткин, М.Н. Проблемы современной дидактики Текст] / М.Н. Скаткин. М.: Педагогика, 1984. - 95 с.

49. Скибицкий, 1996. Скибицкий, Э.Г. Комплексный подход к проектированию, созданию и применению целостных компьютеризированных курсов в общеобразовательной школе Текст] / Э.Г. Скибицкий. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1996. - 105 с.

50. Скибицкий, 1997. Скибицкий, Э.Г. Теория и практика проектирования и применения в учебном процессе целостных компьютеризированных курсов Текст] : автореф. дис. . докт. пед. наук / Э.Г. Скибицкий. Барнаул, 1997. - 36 с.

51. Скиннер, 1965. Скиннер, Б. Обучающие машины Текст] / Б. Скиннер // В прил. к кн.: Стол аров JI.M. Обучение с помощью машин. М.: Мир, 1965.

52. Советский энциклопедический словарь, 1989. Советский энциклопедический словарь Текст] / Гл. ред. A.M. Прохоров. 4-е изд. - М.: Сов. Энциклопедия, 1989. - 1632 с.

53. Солодовников, 1978. Солодовников, А.С. Теория вероятностей Текст] : учеб. пос. для студентов пед. ин-тов / А.С. Солодовников. М.: Просвещение, 1978.- 192 с.

54. Софронова, 1999. Софронова, Н.В. Теоретические и технологические основы обеспечения учебного процесса программно-методическими средствами Текст] : автореф. дис. . докт. пед. наук / Н.В. Софронова. -Чебоксары, 1999.-40 с.

55. Талызина, 1978. Талызина, Н.Ф. Место и функции учебника в учебном процессе Текст] / Н.Ф. Талызина // Проблемы школьн. учебн., 1978. -Вып.б.-С. 18-33.

56. Талызина, 1984. Талызина, Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний Текст] / Н.Ф. Талызина. М.: МГУ, 1984. - 344 с.

57. Татарников, 1997. Татарников, В.М. Программирование практических занятий Текст] / В.Н. Татарников // Новые информационные технологии в университетском образовании: материалы междунар. науч.-метод. конф. Новосибирск: НИИ МИОО НГУ, 1997. - С. 54-55.

58. Теоретические основы методики обучения., 1981. Теоретические основы методики обучения иностранному языку в средней школе Текст] / Под ред. А.Д. Климентенко и А.А. Миролюбова. М., 1981. - 205 с.

59. Тыльдсепп, 1991. Тыльдсепп, А.А. Методика определения и оценки построения учебного материала в учебниках естественных дисциплин Текст] /А.А. Тыльдсепп // Пробл. школьн. учебн. 1991. - Вып. 20. - С. 226-229.

60. Уваров, 1998. Уваров, А.Ю. Компьютерная коммуникация в современном образовании Текст] / А.Ю. Уваров // Информатика и образование. 1998. - № 4. - С. 65-77.

61. Уваров, 1999. Уваров, А.Ю. Электронный учебник: теория и практика Текст] / А.Ю. Уваров. М.: Изд-во УРАО, 1999. - 220 с.

62. Федотов, 2002. Федотов, В.Ю. Диагностика электротехнических знаний и умений учащихся с использованием адаптивной компьютерной программы Текст] : дисс. канд. пед. наук / В.Ю. Федотов. Екатеринбург, 2002.-237 с.

63. Хеннер, Шестаков, 2004. Хеннер, Е.К. Информационно-коммуникационная компетентность учителя: структура требования и система измерения Текст] / Е.К. Хеннер, А.П. Шестаков // Информатика и образование. 2004. - № 3. - С. 5.

64. Челышкова, 2002. Челышкова, М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов Текст] : учеб. пос. / М.Б. Челышкова. -М.: Логос, 2002. 432 е.: ил.

65. Черкасская, 2001. Черкасская, Е.Н. Разработка многоуровневого компьютеризованного лабораторного практикума в техническом вузе Текст]: дисс. канд. пед. наук / Е.Н. Черкасская. Воронеж, 2001. - 165 с.

66. Чичев, и др., 2002. Чичев, А.А. Информационная система вуза Текст] / А.А. Чичев, Е.Г. Чекал, В.В. Романов // Информационные системы и технологии в АПК.- Ульяновск: УГСХА, 2002. С. 71-105.

67. Шебес, Каблукова, 1990. Шебес, М.Р. Задачник по теории электрических цепей Текст] / М.Р. Шебес, М.В. Каблукова. М.: Высш. шк., 1990.-544 с.

68. Эльконин, 2004. Эльконин, Д.Б. Психическое развитие в детских возрастах Текст] / Д.Б. Эльконин; под ред. Д.И. Фельдштейна; авт. вступ. ст. Д.И. Фельдштейн. 3-е изд. - М.: Московский психолого-социальный институт, Воронеж: НПО МОДЭК, 2004. - 416 с.

69. Яковец, 2004. Яковец, Д.А. Эргономические основы проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам Текст]: автореф. дис. . канд. пед. наук / Д.А. Яковец. М., 2004. - 25 с.

70. Electronics Workbench., 1996 . Electronics Workbench Professional Edition. Technical Reference. Ver. 5. Interactive Image Technologies Ltd, Ontario, Canada, 1996.