Сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры как средство управления учебно-познавательной деятельностью учащихся в процессе обучения математике

Кузьмин, Дмитрий Николаевич

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: Сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры как средство управления учебно-познавательной деятельностью учащихся в процессе обучения математике

Автореферат

Автор научной работы: Кузьмин, Дмитрий Николаевич
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Красноярск
Год защиты: 2006
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры как средство управления учебно-познавательной деятельностью учащихся в процессе обучения математике"

На правах рукописи

КУЗЬМИН ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

СЕТЕВЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕСТЫ-ТРЕНАЖЕРЫ КАК СРЕДСТВО УПРАВЛЕНИЯ УЧЕБНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (математика, уровень общего образования)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Красноярск 2006

Диссертация выполнена на кафедре математических методов физики ГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева»

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, доцент

Дьячук Павел Петрович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Сенатов Сергей Иванович кандидат педагогических наук, доцент Яковлева Татьяна Александровна

Ведущая организация: Новосибирский государственный

педагогический университет

Защита состоится 14 апреля 2006 года в 15 часов на заседании диссертационного совета К 212.097.02. по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук в ГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева» по адресу: 660049, г. Красноярск, ул. Перенсона, 7, ауд. 1-10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева» (660049, г. Красноярск, ул. Лебедевой, 89).

Автореферат разослан «/3 » марта 2006 года.

Ученый секретарь )

диссертационного совета I / ШашкинаМ.Б.

¿урбЛ

тз

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изменения, происходящие в современной школе, приводят к возможности организации эффективного управления процессом обучения. Одним из важнейших направлений такой организации является оперативная информация о ходе учения и качестве усвоения знаний. Такую информацию дает контроль, он является одной из составляющих обратной связи учитель - ученик.

Существующие традиционные методы обучения не позволяют учителю регулярно осуществлять обратную связь, несущую информацию об уровне обученности, проводить оперативную обработку этой информации, принимать соответствующие решения по коррекции учебной деятельности учащихся. Это обстоятельство требует искать пути своевременного обнаружения и исправления недостатков в знаниях и умениях учащихся.

На наш взгляд, компьютерные средства поддержки должны помочь учителю не только организовать учебную деятельность учащихся, но и помочь ему осуществить действенный контроль, диагностику и управление учебным процессом.

Особое значение имеют компьютерные технологии разработки тестовых заданий и тренажеров, которые позволяют автоматизировать процесс сбора и обработки информации за деятельностью учащихся, необходимой для контроля знаний и психолого-педагогической диагностики.

Средства управления учебным процессом, гарантирующие качество обучения, развитие творческих способностей учащихся, являются предметом поиска многих отечественных и зарубежных педагогов. Это отражено в работах С.И. Архангельского, В.П. Беспалько, Э.Г. Газиева, П.Я. Гальперина, П.И. Пидкасистого, М.У. Пискунова, А.И. Раева, В.П. Симонова, В.И. Сосновского, Н.Ф. Талызиной, В.И. Тесленко, Н.К. Тутышкина, Е.Б. Федорова, JI.B. Шкериной и др.

Одним из важнейших звеньев управления является контроль, осуществляемый в учебном процессе, изучению которого посвящены многие исследования. Теоретические основы контроля результатов обучения разработаны Н.Ф. Талызиной на основе деятельностного подхода.

В работах B.C. Аванесова исследуются проблемы научной организации контроля знаний. В них значимо указывается на необходимость объективизации контролирующих мероприятий.

Методологические основы современного тестирования как эффективного средства контроля освещены в работах крупнейших западных и отечественных тестологов B.C. Аванесова, Г. Айзенка, М.С. Бернштейна, А. Бине, С.И. Воскерчьяна, С.Г. Геллерштейна, Т.А. Ильиной, Э. Клапареда, К.А. Краснянской, E.H. Перевощиково] i, Симону Р. Торпдайка, В. Штерна

и др.

НАЦИОНАЛЬНАЯ 1

библиотека 1

Одной из важных и актуальных проблем современного тестирования является то обстоятельство, что широко распространенные закрытые тесты фиксируют только правильность или неправильность выполнения заданий. При этом учитель не может извлечь информацию о деятельности ученика в процессе выполнения задания. Поэтому является актуальным разработать гибкие технологии тестирования, позволяющие получить информацию не только о правильности выполненных заданий, но и о том, каким путем ученик двигался к полученному результату, какие типичные ошибки он совершал, дающие учителю возможность оказывать управляющие воздействия на ученика непосредственно в процессе тестирования. В итоге каждый ученик должен двигаться по индивидуальной образовательной траектории. В настоящее время существуют достаточные технические возможности для создания таких технологий, однако созданные средства несовершенны, и недостаточно разработана методика их применения.

Один из возможных путей для создания таких средств - применение идей кибернетики в дидактике - показан в работах Г.Н. Александрова, С.И. Архангельского, E.JI. Белкина, В.П. Беспалько, А.И. Берга, Б.В. Бирюкова, A.B. Брушинского, Т.А. Ильиной, Н.Ф. Талызиной, Л.Б. Ительсона и др.

Следовательно, имеются противоречия:

• между необходимостью формирования индивидуальных траекторий учебной деятельности учащихся при решейии учебных задач и отсутствием возможности получить их при использовании традиционных средств обучения;

• между необходимостью осуществления эффективного управления учебно-познавательной деятельностью учащихся и недостаточной разработанностью соответствующих инструментальных средств и методики их применения.

Проблема исследования состоит в разработке эффективного компьютерного средства управления учебно-познавательной деятельностью учащихся и методики его использования.

Объект исследования: учебно-познавательная деятельность учащихся в процессе обучения математике в основной школе.

Предмет исследования: сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры как средство управления учебно-познавательной деятельностью учащихся и методика их использования.

Цель исследования: разработать сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры для организации эффективного управления учебно-познавательной деятельностью учащихся при обучении алгебре в 7-9 классах и методику их использования.

Гипотеза исследования: если управление учебным процессом осуществлять с использованием сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров по специальной методике, обеспечивающей обратную связь и взаимодействие между учителем и учеником, то управление учебно-

познавательной деятельностью учащихся становится достаточно гибким, что приводит к повышению качества обучения.

Для достижения поставленной цели и подтверждения гипотезы были определены следующие задачи.

1. Изучить проблему управления учебно-познавательной деятельностью учащихся в психологии и кибернетике.

2. Выделить дидактические условия эффективного управления и использования компьютерных тестов.

3. Разработать структурно-функциональную модель сетевого динамического компьютерного теста-тренажера.

4. Разработать методику использования сетевых динамических компьютерных тестов тренажеров и экспериментально проверить ее эффективность.

При решении поставленных задач были использованы следующие

методы исследования.

1. Теоретические (анализ математической, методической, психологической, педагогической, философской литературы; изучение программных и нормативных документов по обучению математике в школе, программных средств учебного назначения и посвященных им научных исследований).

2. Эмпирические (наблюдения за деятельностью учащихся в ходе процесса обучения, беседы с преподавателями математических дисциплин, анализ дидактического инструментария, анкетирование, педагогический эксперимент).

3. Общелогические (сравнение, обобщение и обработка учебного материала).

4. Методы программирования на алгоритмических языках (создание компьютерных программ).

5. Статистические (обработка результатов педагогического эксперимента).

Теоретико-методологической основой исследования являются:

• теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина, и др.);

• теория управления учебным процессом (В .П. Беспалько, В.П. Симонов, Н.Ф. Талызина, и др.);

• концепция деятельностного подхода к проблеме усвоения знаний (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, и др.);

• технологические основы проектирования и конструирования учебного процесса (В.М. Монахов, В.П. Беспалько, и др.);

• теория совершенствования учебного процесса с помощью ЭВМ (B.C. Гершунский, Е.И. Машбиц, и др.);

• теоретические основы разработки тестовых заданий (B.C. Аванесов, А.Н. Майоров, и др.);

• нелинейные технологии обучения (Н.И. Пак, и др.);

• методы компьютерного моделирования систем искусственного интеллекта и теоретические основы кибернетики (А.И. Берг, Н. Винер, А .Я. Лернер, Д.Ф. Люггер, и др.);

• теория коллективного способа обучения (В.К. Дьяченко, М.А. Мкртчян, А.Р. Ривин, и др.).

Организация исследования. Исследование проводилось в несколько этапов.

На первом этапе (поисково-подготовительном, 2001 - 2002 гг.) проводился теоретический анализ литературы по исследуемой проблеме; определялись проблема исследования, его объект, предмет, задачи, гипотеза; разрабатывалась методология и методики опытно-экспериментальной работы.

На втором этапе (экспериментальном, 2002 - 2005 гг.) разрабатывалась структурно-функциональная модель сетевого динамического тестирования на основе кибернетического подхода. Создавались сценарии тестов и их программная реализация. Экспериментально проверялась эффективность разработанных сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров посредством педагогического эксперимента.

На третьем этапе (обобщающем, 2005 - 2006 гг.) был осуществлен анализ и обобщение результатов исследования; уточнены теоретические положения диссертационного исследования; проведена коррекция выводов, полученных на первом и втором этапах исследования; систематизировались и обрабатывались экспериментальные данные; оформлялась рукопись диссертации.

Научная новизна заключается в разработке сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров и методики их использования.

Теоретическая значимость исследования. Разработана структурно-функциональная модель сетевого динамического тестирования и выделены дидактические условия ее реализации как средства управления учебно-познавательной деятельностью учащихся в процессе обучения математике.

Практическая значимость исследования. На основе предложенной структурно-функциональной модели разработан комплект сетевых компьютерных динамических тестов-тренажеров, использование которого позволяет:

• повысить эффективность управления учебно-познавательным процессом в преподавании курса алгебры в средней школе;

• расширить возможности диагностики знаний учащихся при использовании коллективных способов обучения.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием в ходе работы современных достижений методики преподавания математики и принципов компьютерного моделирования обучающих интеллектуальных систем, последовательным проведением педагогического эксперимента и экспертной проверкой его результатов.

На защиту выносятся следующие положения:

2. Применение сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров в процессе обучения математике по специальной методике позволяет повысить качество математической подготовки учащихся.

Апробация результатов исследования.

О ходе исследования и результатах экспериментальной работы докладывалось на следующих научно-практических конференциях: Современные педагогические технологии в математическом образовании (Красноярск, 2002); Образование XXI века: Международная научно-практическая конференция (Железногорск, 2002); Проблемы теории ч практики обучения математике // 56 Герценовские чтения (Санкт-Петербург, 2003); Актуальные проблемы качества педагогического образования (Новосибирск, 2003); Совершенствование систем управления качеством подготовки специалистов (Красноярск, 2003); Математическая и методическая подготовка студентов педвузов и университетов в условиях модернизации системы образования (Тверь, 2003); Развитие системы образования в России XXI века (Красноярск, 2003); ИТО (Москва, 2003); Открытое образование: опыт, проблемы, перспективы (Красноярск, 2005). Кроме этого, о результатах работы докладывалось на методических семинарах факультетов математики и информатики КГПУ.

В процессе исследования проводился педагогический эксперимент на экспериментальной площадке в средней школе № 145 г. Красноярска, а также на физическом и математическом факультетах КГПУ.

По теме диссертации опубликовано 13 работ, получено авторское свидетельство. Среди них: I учебное пособие, 2 статьи, 10 тезисов докладов. Общий объем публикаций - 6,1 п.л., в том числе лично автором - 2,82 п.л.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и 3 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, сформулированы проблема, объект, предмет, цель, гипотеза и задачи исследования. Указаны методы исследования, научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.

Первая глава исследования «Теоретические основы управления учебно-познавательной деятельностью учащихся на основе динамического тестирования» посвящена вопросам управления учебно-познавательной деятельностью учащихся при традиционных и коллективных способах обучения.

Психолого-педагогические основы теории управления были заложены в теории поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина и др.). Дальнейшее развитие и актуализацию проблемы управления в дидактике получили в связи с привлечением идей кибернетики в области создания автоматизированных систем управления и созданием основ программированного обучения (В.П. Беспалько, Т.А. Ильина, Н.Ф. Талызина, О.И. Эпштейн и др.).

На сегодняшний момент вопросы организации управления учебно-познавательной деятельностью учащихся не утратили актуальности. Это связано со следующими тенденциями: во-первых, с возникшим интересом к так называемым гибким педагогическим технологиям, максимально адаптированным к индивидуальным особенностям каждого учащегося (С.И. Архангельский, А.Н. Захаров, A.M. Матюшкин и др.); во-вторых, с широким внедрением компьютерной техники в учебный процесс: и, в-третьих, с все более широким применением дистанционных и коллективных форм обучения (В.К. Дьяченко, Е.С. Полат, А.Р. Ривин, и др.).

Основными задачами управления процессом обучения являются оптимизация учебного процесса, повышение эффективности усвоения знаний, умений и навыков, развитие мыслительных способностей учащихся.

В педагогике выделяют следующие этапы управления учебно-познавательной деятельностью учащихся: изучение объекта управления, разработка программы управления, реализация разработанной программы, контроль и коррекция учебной деятельности учащихся и программы на основе получаемой информации (Н.Ф. Талызина и др.).

Все больше исследователей приходят к выводу, что учебно-познавательная деятельность учащихся по достижению образовательных целей, поставленных программой изучения конкретного предмета, должна проводиться с обязательным контролем и диагностикой обученности учащихся (Н.Ф. Талызина, JLM. Фридман и др.).

Ряд исследователей (А.И. Берг, П.Я. Гальперин, А.Н. Захаров, Т.А. Ильина и др.) полагают, что проблему управления учебно-познавательной деятельностью обучаемых нужно решать поэтапно и пооперационно, при этом можно отслеживать не только ошибки усвоения, но и наступающие изменения. Однако надо отдавать отчет, что как бы часто не делались контрольные срезы, считываемая информация характеризует статусное состояние ученика на момент тестирования, особенности учебной деятельности обучаемого и их изменения остаются вне контроля.

Следует отметить, что существующие методы контроля деятельности ученика в процессе выполнения учебных заданий, такие как устный опрос,

письменные работы, классические тесты, практические и лабораторные задания, страдают тем, что для объективной оценки качества сформированности знаний и умений дают недостаточную информацию о самом процессе деятельности. На наш взгляд, это связано с отсутствием непосредственного контакта ученика с учителем и слабым контролем процесса учебно-познавательной деятельности, что приводит к недостаточной объективности данного метода контроля.

Традиционные формы проведения учебных занятий не позволяют в полной мере реализовать такой способ обучения, при котором взаимодействие учителя и ученика обеспечивалось бы на максимальном уровне. Следовательно, для эффективного управления учебно-познавательной деятельностью учащихся необходимо использовать такие формы проведения занятий, в основе которых лежали бы общение между обучаемым и обучающим и их взаимодействие.

Именно этим требованиям отвечает технология взаимного обучения А.Р. Ривина и В.К. Дьяченко, позволяющая оптимально использовать технологию коллективного взаимодействия в игровой форме, которая в учебно-познавательной деятельности школьников может выполнять следующие функции: развлекательную, коммуникативную, социализации, терапевтическую, коррекционную.

Совместная деятельность и общение являются решающими факторами развития самосознания учащихся благодаря тому, что учащиеся становятся субъектами взаимного межличностного отражения, отношений и взаимодействий. Одним из условий успешного управления учебно-познавательной деятельностью учащихся при использовании коллективных учебных занятий является качественный дидактический материал.

Следовательно, нужен инструмент, который позволял бы ученикам работать в паре без вмешательства учителя, а с другой стороны, позволял бы учителю отслеживать все действия, производимые учащимися, и выставлять оценку, соответствующую этим действиям.

На наш взгляд, таким инструментом является сетевой динамический тест-тренажер, базирующийся на использовании: теории деятельностного подхода к процессу обучения П.Я. Гальперина, современных идей тестирования B.C. Аванесова, идей уровневого подхода В.П. Беспалько, теории нелинейных технологий обучения Н.И. Пака, коллективных способов обучения В.К. Дьяченко и кибернетического подхода к управлению сложными системами Н. Винера.

Кибернетические принципы управления сложными системами достаточно интенсивно используются при анализе проблем управления процессом учебно-познавательной деятельности. В основном это происходит на качественном, идейном уровне. В то же время кибернетика, как наука об управлении, является точной наукой и оперирует достаточно развитым математическим аппаратом. Мы рассматриваем динамические компьютерные тесты как средство педагогической технологии, позволяющее получать объективные данные о таких важных характеристиках, как скорость

обучаемости ученика алгоритмам решения стандартных задач по математике, о характерных временах выполнения логических операций, о взаимодействии учащихся между собой и с учителем в процессе решения задачи.

Учитель в учебном процессе всегда выполняет две роли: первая роль заключается в том, что он является носителем учебной информации, которую передает ученику; вторая роль, возможно, более важная, состоит в том, что учитель выступает центром управления, контроля и диагностики учебного процесса. Эффективно вторую роль учитель может выполнять, если существует отрицательная обратная связь между ним и учеником. Если отрицательная обратная связь отсутствует или ее механизмы несовершенны, то информация об учебном процессе, о нежелательных отклонениях в обучении ученика недостоверна или неполна, следовательно, учитель как внешний управляющий центр не может успешно контролировать учебный процесс.

Таким образом, принципиально важно наладить непрерывный поток информации не только от учителя к ученику, но и от ученика к учителю, особенно на начальной стадии обучения, когда собственные механизмы управления, контроля и диагностики, ориентированные на внутренний центр управления, у ученика не отлажены. По мере совершенствования этих механизмов ученик приобретает навыки самоконтроля.

На основе кибернетического подхода и информационной модели обучения построим структурно-функциональную модель сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров. В качестве основы построения данной модели процесса обучения возьмем кибернетическую модель конечного автомата. Это связано с тем, что модель автомата в достаточно абстрактном виде отражает систему, взаимодействующую со средой и перемещающуюся с течением времени по дискретному набору состояний. В некотором смысле эти состояния можно интерпретировать как состояния обученности.

Одно из основных положений кибернетики заключается в том, что эффективно управлять сложной системой можно лишь на основе оперирования информацией о ходе всех процессов в ней. Это возможно при соблюдении следующих условий.

1. Система должна состоять из управляющей и управляемой компонент.

2. Управление системой должно допускать:

• наличие в управляющей системе цели управления;

• способность управляющей системы измерять расстояние от управляемой системы до цели;

• возможность управляющей системы вырабатывать воздействия на управляемую, помогая ей достичь результата;

Таким образом, управление некоторым объектом включает в себя следующие функции, осуществление которых может пересекаться во времени.

1. Получение и накопление информации об управляемой системе.

2. Формирование на основе переработанной информации какой-либо стратегии достижения цели.

3. Реализацию выбранной стратегии.

Следовательно, реализация структурно-функциональной модели сетевого динамического тестирования с механизмом обратной связи и моделью ученика в виде конечного автомата представляет собой систему, состоящую из двух идентичных программных модулей, расположенных на разных компьютерах, связанных между собой в локальную сеть, каждый из которых включает в себя:

а) Модуль генератора заданий;

б) Приемо-передающий модуль (производит пересылку сгенерированных заданий всем участникам тестирования, передает и принимает информацию о деятельности каждого из участников, а также их функцию ценности состояния);

в) Интерфейсный модуль (производит отображение на экране монитора сгенерированных заданий, предоставляет учащимся инструменты для манипулирования изучаемым объектом, отображает на экране текущее значение функции ценности состояния и расстояние до цели);

г) Модуль слежения за процессом выполнения заданий (полученная информация записывается в специальный файл-протокол);

д) Вычислительный модуль, производящий анализ информации о процессе выполнения заданий (на основе диагностики протекания информационных процессов принимается решение о выборе механизмов управления, определяется оптимальное хь поведения ученика при решении задач, вычисляется значение функции ценности состояния ученика, среднее значение которой пропорционально количеству усвоенной информации, приходящейся на одну операцию);

е) Модуль механизма отрицательной обратной связи, управляющие воздействия которого являются корректирующими и действующими с запаздыванием (корректирующие воздействия предоставляют ученику возможность самому принять решение о том, когда, где и какие ошибки он сделал).

На рис. 1 изображена структурная схема сетевой обучающей и диагностирующей динамической системы, используемой в сетевых динамических тестах-тренажерах.

Рис.1 Структурная схема сетевой обучающей и диагностирующей системы: ГЗ -генератор заданий; ПН - приемо-передающий модуль; В - вычислительный модуль; И-ынтерфейсный модуль; ОС - модуль отрицательной обратной связи, У1 - объект управления (первый ученик); У2 - объект управления (второй ученик), ЗИ -аналитический модуль, записывающий информацию о деятельности ученика; дг„ -задающее воздействие (задание), и - управляющее воздействие, х - управляемая величина, R - критерий оптимальности; F, - функционалы, определяющие текущее состояние решения задачи в ее проблемном пространстве; у - корректирующее воздействие; И- информация для передачи

Таким образом, в первой главе исследования показаны психологические и кибернетические основы, а также выявлена роль компьютерных тестов в управлении учебно-познавательной деятельностью учащихся. На основе автоматной модели предложена структурно-функциональная модель сетевого динамического тестирования.

Во второй главе исследования «Сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры в процессе обучения математики» раскрыты методические особенности создания и использования динамических компьютерных тестов-тренажеров (СДКТТ).

Сетевой компьютерный вариант тренировочных упражнений по алгебре имеет существенные отличия от обычных тренировочных заданий. Во-первых, это возможность практически абсолютной неповторяемости заданий. Этим достигается индивидуальный характер выполнения упражнений. Делается это с помощью приема рандомизации параметров задания. Во-вторых, в компьютерном варианте задания могут иметь интерактивный характер, то есть учащийся при выполнении заданий может манипулировать алгебраическими объектами, преобразуя их. В-третьих,

только в компьютерном варианте информация может подаваться полимодальным образом, то есть задействуются все каналы восприятия информации. Это цветовое оформление алгебраических объектов, звуковые эффекты и т.п.

В отличие от обычных тренировочных упражнений сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры имеют возможности создания диалога между учеником и учителем посредством компьютера, что позволяет поддерживать работоспособность учеников в течение достаточно длительного времени. Компьютер может вести протокол, в котором записываются успехи и неуспехи в тренировочных упражнениях ученика.

Важнейшей особенностью СДКТТ является наличие оперативной обратной связи для учителя. Обратная связь позволяет учителю получать сведения о ходе процесса усвоения учебного материала учащимся. Она составляет одно из важнейших условий успешного протекания процесса усвоения. Обратная связь должна нести следующую информацию: а) какое действие выполняет обучаемый; б) правильно ли его выполняет; в) время принятия решения. Анализируя деятельность учащегося и владея всей необходимой для достижения цели информацией, учитель имеег возможность оказывать на ученика управляющие воздействия.

Следующей важной особенностью СДКТТ является наличие обратной связи для учащегося, которая позволяет ему контролировать правильность выполняемых действий. Обратная связь должна информировать учащегося не только о правильности или неправильности выполнения задания, но и о правильности или неправильности выполняемых действий, что особенно важно на начальном этапе обучения.

Частота обратной связи для учащегося должна зависеть от степени усвоения учебного материала и контролироваться учителем. На начальном этапе становления деятельности или при большом количестве неправильных действий ученика частота вывода обратной связи может быть пооперационной и уменьшаться по мере усвоения деятельности. Представим себе ситуацию, когда ученик не умеет выполнять деятельность по решению задачи. В этом случае учитель, управляя каждым действием ученика, позволит ему получить решение, но роль ученика при этом будет минимальна.

Если перед учеником стоит цель не просто получить решение, а получить его самостоятельно, то при возникновении аналогичной ситуации ученик постарается учесть уроки предыдущего решения задачи. При этом количество включений подсказок от учителя уменьшится. Компьютерная система управления должна учесть это достижение ученика.

Цель деятельности учителя заключается не в том, чтобы ученик получил ответ на конкретную поставленную задачу, а в том, чтобы он усвоил алгоритм решения данного типа заданий, при этом число управляющих воздействий со стороны учителя должно быть минимально.

Задача оптимального управления обучением ученика состоит в том, чтобы выработать оптимальную последовательность решений для этого многошагового процесса. В теории решения задач на оптимизацию существуют два математических метода. Первый основан на принципе максимума (разработан Л.С. Понтрягиным), второй представляет собой динамическое программирование, разработанное Р. Беллманом.

Однако применение математических методов для решения задачи оптимального управления учебной деятельностью ученика довольно проблематично. Это связано с тем, что процесс обучения зависит от большого числа параметров, которые сложно учесть, а значит, задачу оптимизации невозможно формализовать. Поэтому выработка оптимальной стратегии обучения возможна только на основании экспертных решений.

Для этого необходимо создать компьютерную систему, осуществляющую мониторинг деятельности не только ученика, но и эксперта-учителя, который через компьютерную сеть управляет процессом обучения ученика. Информация о последовательности управляющих воздействий или решениях эксперта-учителя записывается и хранится. В ней содержится стратегия управления данного эксперта. Если мы получим информацию о стратегиях управления группы экспертов-учителей, то на основании этой информации можно выработать последовательность управляющих воздействий, которую можно считать оптимальной с точки зрения оценки экспертов.

В предлагаемых сетевых динамических компьютерных тестах-тренажерах мы имеем дело с целями, не изменяющимися во времени. Это упрощает задачу организации отрицательной обратной связи и позволяет управлять ею через коэффициент обратной связи. В качестве коэффициента обратной связи мы берем относительную частоту к, с которой подаются сигналы от цели к ученику. Коэффициент обратной связи для учащегося может изменяться от единицы до нуля. Различные значения коэффициента обратной связи задаются учителем и отражают различия в уровне степени самостоятельности ученика при принятии им решений. Нами введены уровни самостоятельности учащихся, переход между которыми зависит от успешности выполнения заданий, числа правильных и неправильных ходов, частоты поддержки. Это правило перехода с уровня на уровень всего одно и определяется формулой:

где Ь - уровень самостоятельности, к — коэффициент, характеризующий правильность выполнения заданий и определяемый по формуле:

1 _ (.у - V )

. _ V *ерн * падс*. /

где Ывери - число верных ходов в задании, Млодск - число ходов с обратной связью (подсказкой), N - общее число ходов.

Данные правила перехода хороши тем, что можно ввести произвольное количество уровней. Нами было введено 10 уровней.

Рассмотрим организацию компьютерной обратной связи на примере СДКТТ «Преобразование графика квадратичной функции».

Этот тест-тренажер позволяет организовать деятельность ученика по выработке алгоритма преобразования графика функции у = хг в график функции у = а(х-х0У -у„. Для этого на экран дисплея выводится геометрический образ функции у = х2. С помощью управляющих кнопок ученик может осуществлять параллельный перенос, деформировать и переворачивать параболу. По окончании преобразований он вводит ответ нажатием кнопки «Готово».

Данный тест-тренажер может работать в трех режимах.

1. В тестировании участвуют учитель и ученик (статическая пара).

2. В тестировании участвуют два ученика, исполняющие роль учителя по очереди.

3. В тестировании участвуют два ученика, одновременно решающие задачу, генерируемую компьютером.

Рассмотрим более подробно все режимы на примере сетевого динамического теста-тренажера «Преобразование графика квадратичной функции» (рис. 2).

Режим № 1. За компьютерами сидят учитель и ученик. На экран дисплея учителя выводится геометрический образ функции у = х2. С помощью управляющих кнопок учитель может смещать, деформировать и переворачивать параболу. По окончании преобразований он отправляег задание ученику.

! 1,

* Г

\ 1 1

\ 1

1 1 <

0 9 в 7 6 « э 0 ! 3 4 1® ! ■ 9

\ /

"К -1

1НМ1

График функции

Кнопки управления

Кнопка «Отправить»

Рис 2 Внешний вид СДКТТ «Преобразование квадратичной функции»

При этом компьютер рассчитывает параметры квадратичной функции а, хп,Уо и преобразовывает уравнение функции к виду у = ахг +Ьх + с. После этого ученику выводится на экран уравнение и график функции у = х2, преобразуя который ученик должен получить график сконструированной функции.

Все действия ученика отображаются на мониторе учителя, и учитель, анализируя деятельность ученика, может подавать сигналы, помогающие ученику сделать правильный ход.

Первый тип сигнала от учителя, показывающий то, как далеко находится текущий график функции от искомого графика функции идет в пространстве параметров а (растяжение вдоль оси ОУ), х0 (смещение вдоль оси ОХ), у о (смещение вдоль оси ОУ) и представляется в виде гистограммы из трех столбцов. Высота каждого столбца равна разности между соответствующими значениями параметров текущей и конечной парабол.

Чем больше отклонение столбцов от центра, тем больше отклонение текущей параболы от искомой параболы, которая представляет собой цель деятельности ученика в рамках выполняемого задания (рис. 3):

а) гистограмма начальных отклонений параметров функции от цели;

б) гистограмма отклонений параметров функции от цели после выполнения определенного числа операций; видно, что по параметрам а, х0 преобразуемый объект приблизился к цели, а по параметру уп удалился;

в) эта гистограмма показывает, что параметр а у цели и преобразуемого объекта совпадают, а отклонение параметров хл у0 от параметров цели стало небольшим.

а хо у0 а хо у0 а Хо у0

а) б) в)

Рис. 3. Развернутое расстояние до цели

Достижение цели - правильное выполнение задания - приведет к половинной высоте столбцов гистограммы по всем трем параметрам. Данный вид подсказки ученик может просматривать, не совершая никаких действий, чтобы что-либо предпринять он должен убрать подсказку с экрана.

Следующий тип сигнала похож на предыдущий, но с отличиями: вместо трех гистограмм ученик видит лишь одну, показывающую «Расстояние до цели»; эта подсказка позволяет ученику проделывать

операции по преобразованию графика и видна до тех пор, пока учитель не уберет ее.

И, наконец, учитель с учеником могут обмениваться текстовыми сообщениями.

Режим № 2. На двух компьютерах изображена координатная плоскость и задан график квадратичной функции у = х2. Первый ученик, исполняющий роль учителя, преобразует параболу и заканчивает свой ход (рис. 2), при этом на мониторе второго отображается только формула, соответствующая этому графику.

Второй ученик должен сконструировать график функции по заданной формуле, используя исходную параболу. Если тестируемый выполнил задание верно, то он переходит на следующий уровень. В случае неверного выполнения на его экране появляется график функции и соответствующий комментарий. После этого ученики меняются ролями. Побеждает тот, кто первым доберется до 10 уровня.

Режим № 3. На экране каждого ученика изображена парабола у = хК График функции генерируется компьютером и на экран каждого ученика выводится формула. Задача учеников - сконструировать этот график. Они поочередно выполняют действия, связанные с преобразованием графиков, причем каждый из них отслеживает деятельность товарища и может оценить ее правильность.

Закончить выполнение задания может любой из учеников. Компьютер, исходя из правильности решения, числа верных и неверных ходов, расстояния до цели, переводит каждого на соответствующий уровень и генерирует новое задание.

В качестве характеристик обучения алгоритмической деятельности можно принять скорости перемещения испытуемого по уровням степени самостоятельности как по времени, так и по числу выполненных заданий. Если за время г испытуемый достиг уровня V, то средняя скорость перемещения испытуемого по уровням V, во времени определится, как

Поскольку уровень и может быть достигнут учеником при выполнении различного числа заданий, то аналогично введем параметр Уп, который показывает среднее приращение тоовня, приходящееся на одно выполненное задание при выполнении п заданий'

' и

У, =—, где

п '

параметры V, и У„ характеризуют скорость обучения учащихся алгоритмической деятельности.

С целью проверки гипотезы исследования был проведен педагогический эксперимент по применению СДКТТ в учебном процессе. Эксперимент проходил в период с 2001 по 2005 гг. в школе № 145 г. Красноярска.

Мы выделили 3 этапа педагогического эксперимента. На первом этапе проводились наблюдения за деятельностью учителей и учащихся в процессе учебно-познавательной деятельности и на основе анализа реальной ситуации, сложившейся в практике работы школ, выявлялись возможности использования СДКТТ на уроках математики. Так как этап носил поисковые черты, то он был назван поисково-констатирующим.

Второй этап характеризуется изучением научно-исследовательской основы проблемы управления учебно-познавательной деятельностью учащихся, применением вычислительной техники на уроках математики. Этот этап назван нами формирующим.

Третий этап направлен на разработку и практическое внедрение методики применения СДКТТ для управления учебно-познавательной деятельностью учащихся. Основными задачами на данном этапе были проверка эффективности применения СДКТТ в учебном процессе и их использование в качестве средства контроля и коррекции знаний.

Эксперимент на данном этапе, проводился по следующей схеме: первичный контроль (установочная контрольная работа) - эксперимент -вторичный контроль (итоговая контрольная работа).

Для проведения эксперимента из совокупностей учащихся были составлены две случайные выборки. Здесь необходимо отметить, что в нашем случае экспериментальные единицы (учащиеся) неоднородны по своим свойствам (например, успеваемости по математике), поэтому простой случайный отбор не обеспечил бы в таких совокупностях представительность выборок. С учетом этого была применена следующая схема отбора: сначала экспериментальные единицы разбивались на группы (признак - успеваемость по математике), а затем, уже в этих группах, проводился случайный отбор.

Результаты эксперимента приведены на рис. 4.

100% 90%

■ Первый контрольный срез

В Второй контрольный срез

Экспериментальная Контрольная

Рис. 4. Результаты контрольных срезов

Гистограмма результатов вторичного контроля экспериментальной группы сдвинута в область более высоких баллов относительно соответствующей гистограммы, построенной для контрольной группы. Это позволяет сделать вывод о том, что применение сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров в экспериментальной группе дало более высокий результат.

Кроме этого, были рассчитаны коэффициенты полноты (достижения), успешности и эффективности применения СДКТТ по формуле:

К, =—!—Уо,Ы,, где

К1 - коэффициент полноты, Отах - максимальное количество баллов за контрольное задание, N - количество учащихся, принимавших участие в тестировании, О, - балл, N. - количество учащихся, набравших О,. Коэффициент успешности К2 равен отношению коэффициента полноты после применения СДКТТ к коэффициенту полноты до его применения к'

К2=— и позволяет судить об успешности применения СДКТТ.

К,

Коэффициент эффективности К) равен отношению коэффициента успешности экспериментальной группы к соответствующему коэффициенту контрольной группы и позволяет сравнить методы, применяемые в этих группах.

Таблица

Коэффициенты полноты, успешности и эффективности

Критерии качества Контрольная группа Экспериментальная группа

первый срез второй срез первый срез второй срез

Коэффициент полноты 0,44 0,598 0,427 0,743

Коэффициент успешности 1,359 1,742

Коэффициент эффективности 1,28

Коэффициент эффективности, равный 1,28, больше единицы, следовательно, мы можем говорить о преимуществе способа обучения, примененного в экспериментальной группе, над способом обучения контрольной группы.

В результате работы с СДКТТ каждый учащийся достиг определенного уровня степени самостоятельности. Для проверки достоверности полученных на основе СДКТТ результатов их сравнили с данными эксперта, который тоже ранжировал учащихся по уровням степени самостоятельности. Для вычисления коэффициента корреляции Р применяем формулу Спирмена. Коэффициент корреляции результатов эксперимента и данных эксперта равен 0,78.

Сравнение результатов в экспериментальной и контрольной группах позволяет констатировать, что применение сетевых динамических тестов-тренажеров повышает эффективность обучения учащихся, улучшает эффективность контроля, предлагает учителю широкие возможности по коррекции знаний учащихся непосредственно в процессе тестирования, позволяет организовывать на уроке коллективные формы обучения, а также уменьшает трудозатраты учителя на обработку результатов тестирования. Таким образом, можно сделать вывод о том, что использование сетевых динамических тестов-тренажеров позволяет повысить эффективность управления учебно-познавательной деятельностью учащихся.

В заключении отмечено, что в процессе проведения исследования была достигнута цель, подтверждена выдвинутая гипотеза и получены положительные результаты в решении всех поставленных задач. Были сделаны следующие выводы:

1. В результате теоретических исследований выявлены проблемы в способах управления учебно-познавательной деятельностью учащихся, связанные с тем, что существующие методы тестирования знаний, умений и навыков по математике не дают информации о процессе учебной деятельности учеников.

2. Рассмотрены достоинства и недостатки традиционного и динамического компьютерного тестирования. Введено новое понятие сетевого динамического компьютерного теста-тренажера, который является средством управления учебно-познавательной деятельностью учащихся.

3. Показано, что теоретической и технологической основой для создания сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров являются методы компьютерного моделирования систем искусственного интеллекта и теоретические основы кибернетики.

4. На основе кибернетического подхода, с использованием механизма обратной связи, разработана структурно-функциональная модель сетевого динамического тестирования, обеспечивающая пооперационный контроль за деятельностью ученика в реальном времени, а также взаимодействие между учителем и учеником.

5. Созданы сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры по теме «Преобразование графиков функций» курса математики основной общеобразовательной школы, обеспечивающие возможность каждому ученику обучаться как в роли ученика, так и в роли учителя.

6. Разработана методика применения сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров как средства управления учебно-познавательной деятельностью учащихся при изучении математики.

диагностических заключений полученных на основе сетевых динамических тестов-тренажеров и сделанных экспертами, показано, что между ними существует прямая значительная связь, т.е. данные эксперимента и экспертов близки.

Анализ результатов экспериментальной работы подтвердил эффективность применения разработанных сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров как средства управления учебно-познавательной деятельностью учащихся.

Полученные научные результаты могут быть использованы в качестве основы для проведения дальнейших исследований по проблеме эффективного использования сетевых динамических тестов-тренажеров при обучении математике или по другим школьным дисциплинам.

Основное содержание диссертационного исследования отражено в следующих публикациях:

1. Кузьмин, Д.Н. Компьютерная поддержка коллективного способа обучения /Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук // Актуальные проблемы качества педагогического образования: материалы всероссийской научно-практической конференции. - Новосибирск, 2003. - С. 302303.

2. Кузьмин, Д.Н. Компьютерные сетевые технологии в преподавании алгебры / Д.Н. Кузьмин // Совершенствование систем управления качеством подготовки специалистов: материалы всероссийской научно-методической конференции. - Красноярск, 2003. - С. 118.

3. Кузьмин, Д.Н. Организация и управление учебных сетевых компьютерных игр на примере алгебры / Д.Н. Кузьмин // Проблемы теории и практики обучения математике: 56 Герценовские чтения: материалы всероссийской научно-практической конференции. -Санкт-Петербург, 2003. - С. 265-266.

4. Кузьмин, Д.Н. Динамическое тестирование / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук, C.B. Бортновский // Проблемы теории и практики обучения математике: 56 Герценовские чтения»: материалы всероссийской научно-практической конференции. - Санкт-Петербург, 2003. - С. 262-263.

5. Кузьмин, Д.Н. Применение динамических компьютерных тестов-тренажеров при изучении курса алгебры в средней школе / Д.Н. Кузьмин // Образование XXI века: материалы международной научно-практической конференции. - Железногорск, 2002.

6. Кузьмин, Д.Н. Применение теории автоматов в обучающих системах / Д.Н. Кузьмин // Открытое образование: опыт, проблемы, перспективы: материалы межрегиональной научно-практической конференции. - Красноярск, 2005. - С. 53-55.

7. Кузьмин, Д.Н. Сетевые компьютерные тесты-тренажеры ! Д.Н. Кузьмин // Информационные технологии в образовании:

материалы международного конгресса конференций. - Москва,

2003.-Ч. 4.-С. 45-46.

8. Кузьмин, Д.Н. Сетевой динамический тест-тренажер как средство контроля за ходом учебного процесса / Д.Н. Кузьмин // Открытое образование: опыт, проблемы, перспективы: материалы межрегиональной научно-практической конференции. - Красноярск,

2004.-С. 124-126.

9. Кузьмин, Д.Н. Управление педагогическим процессом при помощи сетевых компьютерных тестов-тренажеров / Д.Н. Кузьмин // Межвузовский сборник научных трудов: Проблемы качества подготовки будущего учителя в вузе с позиций компетентностного подхода в обучении. - Красноярск, 2004. - С. 83-91.

Ю.Кузьмин, Д.Н. Динамический компьютерный тест-тренажер «Квадратные уравнения» / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук // Межвузовский сборник научных трудов: Современные педагогические технологии в математическом образовании. -Красноярск, 2002. - С. 37-43.

И.Кузьмин, Д.Н. Сетевые динамические тесты-тренажеры / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук // Развитие системы образования в России XXI века: материалы международной научно-методической конференции. - Красноярск, 2003. - С. 103-105.

12.Кузьмин, Д.Н. Сетевые технологии организации преподавания математики / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук // Математическая и методическая подготовка студентов педвузов и университетов в условиях модернизации системы образования: материалы ХХП всероссийского семинара преподавателей математики педвузов и университетов. - Тверь, 2003. - С. 62-63.

1 З.Кузьмин Д.Н. Сетевые технологии и КСО: Учебное пособие / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук, E.H. Васильева. - Красноярск, 2004. -78с.

На разработанные нами сетевые динамические тесты-тренажеры «Преобразование графиков функций» получено авторское свидетельство №2005610269.

АРМА-

f¥?3

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Кузьмин, Дмитрий Николаевич, 2006 год

Введение

Глава 1. Теоретические основы управления учебно-познавательной деятельностью учащихся на основе динамического тестирования.

1.1. Психолого-педагогические основы управления учебно-познавательной деятельностью учащихся.

1.2. Роль компьютерных тестов в управлении учебно-познавательной деятельностью учащихся.

1.3. Структурно-функциональная модель сетевого динамического тестирования.

Выводы к главе

Глава 2. Сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры в процессе обучения учащихся математике.

2.1. Особенности разработки сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров как средства управления учебно-познавательной деятельностью учащихся.

2.2. Дидактические и методические особенности сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров в обучении курсу алгебры 7-9 классов.

2.3. Педагогический эксперимент и его результаты.

Выводы к главе

Введение диссертации по педагогике, на тему "Сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры как средство управления учебно-познавательной деятельностью учащихся в процессе обучения математике"

Актуальность исследования Изменения, происходящие в современной школе, приводят к возможности организации эффективного управления процессом обучения. Одним из важнейших направлений такой организации является оперативная информация о ходе учения и качестве усвоения знаний. Такую информацию дает контроль, являясь одной из составляющих обратной связи «учитель-ученик». Традиционные методы обучения не позволяют учителю осуществлять регулярную обратную связь, несущую информацию об уровне обученности, проводить оперативную обработку этой информации, принимать соответствующие решения по коррекции знаний. Это обстоятельство требует искать пути своевременного обнаружения и исправления недостатков в знаниях и умениях учащихся. Следовательно, важнейшей задачей современной школы являются разработка и внедрение новых информационных технологий в образовательный процесс, а учитель должен иметь в своем арсенале средства компьютерной поддержки обучения различным дисциплинам. Информационные технологии должны помочь учителю не только эффективно организовать учебную деятельность учащихся, но и осуществить пооперационный контроль, диагностику и управление учебным процессом.

На сегодняшний день все большую актуальность приобретает разработка средств компьютерной поддержки, адаптированных к учебным курсам, реализующим определенные методические и методологические концепции.

На наш взгляд, компьютерные средства управления должны помочь учителю эффективно организовать учебную деятельность учащихся, а также помочь ему осуществить пооперационный контроль, позволяющий регулировать процесс усвоения по наметившимся в нем отклонениям. Без пооперационного контроля невозможно формирование познавательных действий у учащихся. Следовательно, для повышения качества образования, необходимо разработать такие компьютерные технологии, которые позволяют автоматизировать процесс сбора и обработки информации за деятельностью учащихся, необходимой для пооперационного контроля знаний и психолого-педагогической диагностики. Это может происходить при постановке задачи (цели учебной деятельности), при управлении этой деятельностью через компьютерную систему обратной связи, при текущем контроле над процессом деятельности по достижению цели, включая временной ряд событий или операций, выполняемых учеником, и т.д. Таким образом, очень важно иметь компьютерные средства организации управления процессом обучения конкретной личности.

Разработка средств управления учебным процессом, гарантирующих качество обучения, развитие творческих способностей учащихся, является предметом поиска многих исследователей. Это отражено в работах С.И. Архангельского, В.П. Беспалько, Э.Г. Газиева, П.Я. Гальперина, П.И. Пидкасистого, М.У. Пискунова, А.П. Иванова, В.П. Симонова, В.И. Сосновского, Н.Ф. Талызиной, В.И. Тесленко, С.Е. Шишова, Е.Б. Федорова, JT.B. Шкериной и др.

В теории поэтапного формирования умственных действий процесс обучения рассматривается как система определенных видов деятельности, направленных на достижение решения учебных задач. Она развита в работах П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной, С.А. Архангельского, В.П. Беспалько, М.С. Дмитриева, П.И. Пидкасистого, А.И. Раева, В.П. Симонова и др. В них описаны этапы процесса управления, общие принципы и способы организации учебного процесса.

С.И. Архангельский [7; 8] в своих работах раскрывает основные задачи научной организации учебного процесса, а также определяет место управления в процессе обучения, механизмы его осуществления и критерии эффективности.

Концепцию управления учебным процессом в рамках теории программированного обучения развивает в своих работах В.П. Беспалько. В качестве важнейшего звена педагогической технологии им рассматривается управление [20; 21].

Системному подходу к вопросам управления учебно-воспитательным процессом посвящены исследования В.П. Симонова [100]. Автором разработаны методические основы управления учебной деятельностью школьников на основе выделенных им пяти показателей степени обученности.

Одним из важнейших звеньев управления является контроль, осуществляемый в учебном процессе. Ему посвящено множество исследований. Теоретические основы контроля результатов обучения разработаны Н.Ф. Талызиной на основе деятельностного подхода [107 - 111].

В работах B.C. Аванесова [2-4] исследуются проблемы научной организации тестового контроля знаний. В них значимо указывается на необходимость объективизации контролирующих мероприятий.

Анализ существующих психолого-педагогических концепций управления и обобщение методических исследований учебно-познавательной деятельности учащихся позволяют рассмотреть проблему повышения эффективности управления учебно-познавательной деятельностью учащихся в процессе изучения математических дисциплин с учетом использования компьютерных технологий. В связи с этим представляется актуальным исследование влияния на учебно-познавательную деятельность учеников компьютерных тестов и тренажеров.

Основы современного тестирования как эффективного средства контроля освещены в работах крупнейших западных и отечественных тестологов B.C. Аванесова, Г. Айзенка, А. Анастази, М.С. Бернштейна, А. Бине, С.И. Воскерчьяна, С.Г. Геллерштейна, К. Ингелькампа, Т.А. Ильиной, Э. Клапареда, К.А. Краснянской, А.Н. Майорова, Д. Равена, A.J1. Симоновой, Р. Трондайка, М.Б. Шашкиной, В. Штерна и др.

Несмотря на многочисленные достоинства тестового метода контроля, следует отметить, что широко распространенные классические закрытые тесты фиксируют только правильность или неправильность выполнения заданий. При этом учитель не может извлечь информацию о деятельности ученика в процессе выполнения задания. Поэтому является актуальным разработать гибкие технологии тестирования, позволяющие получить информацию не только о правильности выполненных заданий, но и о том, каким путем ученик двигался к полученному результату, какие типичные ошибки он совершал, дающие учителю возможность оказывать управляющие воздействия на ученика непосредственно в процессе тестирования. В итоге каждый ученик должен двигаться по индивидуальной образовательной траектории, сформированной учителем на основе анализа его деятельности.

В настоящее время существуют достаточные технические возможности для создания таких технологий, однако созданные средства несовершенны, и недостаточно разработана методика их применения.

Один из возможных путей для создания таких средств - применение идей кибернетики в дидактике - показан в работах Г.Н. Александрова, С.И. Архангельского, В.П. Беспалько, А.И. Берга, Б.В. Бирюкова, А.В. Брушинского, Т.А. Ильиной, Д.Ф. Люгера, JT.A. Растригина, Н.Ф. Талызиной, Л.Б. Ительсона и др.

Подход к проблеме обучения и воспитания с точки зрения кибернетики позволяет использовать богатейший опыт теории и практики управления сложными объектами и применять кибернетические принципы в школьном учебном процессе. С появлением в школах компьютерной техники стала реальной возможность внедрения идей кибернетики в учебный процесс. В первую очередь это касается возможностей современных компьютеров в области сбора, хранения и обработки информации. Причем под сбором информации подразумевается скрытое сканирование процесса деятельности ученика по решению задач, что позволяет получить необычно много информации о деятельности ученика. Деятельность ученика производится в виртуальном пространстве в режиме реального времени.

1. Система должна состоять из управляющей и управляемой компонент.

2. Управление системой должно допускать:

• наличие в управляющей системе цели управления;

• способность управляющей системы измерять расстояние от управляемой системы до цели;

• возможность управляющей системы вырабатывать воздействия на управляемую, помогая ей достичь результата.

Таким образом, управление некоторым объектом включает в себя следующие функции, осуществление которых может пересекаться во времени:

1. Получение и накопление информации об управляемой системе.

2. Формирование на основе переработанной информации какой-либо стратегии достижения цели.

3. Реализацию выбранной стратегии.

В процессе обучения происходит взаимодействие между субъектом и объектом обучения. С позиции кибернетики субъект обучения - учитель -рассматривается как управляющая система. В качестве объекта управления выступает учащийся, который сам по себе является сложной динамической системой, имеющей собственную систему управления, которая позволяет принимать, хранить и перерабатывать информацию. Классические методы контроля, в частности тестирование, не в состоянии адекватно отразить наиболее существенные свойства такой системы, особенно это касается динамических свойств (различного рода восприимчивость системы на внешние воздействия). Более того, учитель физически не может (даже при использовании компьютеров) отследить и отреагировать на каждое действие каждого ученика в классе. Исходя из этого, на наш взгляд, для эффективного управления учебно-познавательной деятельностью учащихся целесообразно использовать коллективные способы обучения.

Фундаментальные работы в этой области принадлежат таким ведущим ученым, как А.А. Бударный, З.И. Васильева, М.Д. Виноградова, М.А. Данилов, В.В. Давыдов, Н.С. Дежникова, В.К. Дьяченко, В.И. Загвязинский, В.В. Котов, А.Г. Кравцов, А.Т. Куракин, Х.Й. Лийметс, Л.И. Новикова, И.Б. Первин, А.Р. Ривин, В.В. Рубцов, М.Н. Скаткин, Л.М. Фридман, Г.А. Цукерман, И.М. Чередов, Г.И. Щукина. В их исследованиях было доказано, что коллективные формы обучения обладают большим обучающим и воспитательным потенциалом, способствуют развитию личности ребенка, формируют навыки общения и сотрудничества, повышают социальную активность учащихся.

Проблемы взаимосвязи коллективных учебных занятий, их оптимального сочетания с другими формами организации обучения рассматриваются в трудах А.П. Аношкина, В.А. Выхрущ, Л.П. Городенко, М.А. Мкртчян, Т.М. Николаевой. Работы В.И. Андреева, В.В. Архиповой, М.А. Попова, А.И. Поповой, А.С. Соколова освещают вопросы организации разновозрастного сотрудничества при коллективном обучении.

Современные вычислительные машины представляют собой неживые кибернетические системы с очень высокой степенью организации составляющих подсистем, каждая из которых функционально специализирована и имеет аналог в живой системе. Представляет большой интерес использовать вычислительную технику для тестирования учащихся.

Проблемой использования компьютерных технологий в учебном процессе занимались многие педагоги, методисты и психологи, такие, как: В.Г. Болтянский, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, В.Г. Житомирский, М.П. Лапчик, В.Р. Майер, Е.И. Машбиц, Н.И. Пак, И.В. Роберт, Н.Ф. Талызина, O.K. Тихомиров и др.

Анализ психолого-педагогической и методической литературы показал, что в методике преподавания математики вопросам контроля с использованием ВТ уделяется достаточно внимания, однако возможности применения новых информационных технологий для коррекции знаний учащихся исследованы недостаточно. Применению компьютеров для коррекции знаний препятствует то, что пока не определены основные принципы автоматизации управления деятельностью учащихся в процессе корректировки, недостаточно изучены методические возможности использования ВТ в процессе организации корректирующей работы.

Кроме этого, в настоящее время в связи с развитием информационных технологий обучения все большее развитие получает дистанционное обучение. Большинство существующих на сегодняшний день дистанционных обучающих комплексов состоят, в основном, из объемных справочно-информационных разделов и тестирующих вопросов. Однако работа указанных комплексов «обезличивает» процесс обучения, поскольку не позволяет направлять его контролирующие воздействия, корректируя ту или иную деятельность обучающихся.

Следовательно, имеются противоречия:

• между необходимостью формирования индивидуальных траекторий учебной деятельности учащихся при решении учебных задач и отсутствием возможности получить их при использовании традиционных средств обучения;

Таким образом, актуальность исследования определяется необходимостью разработки средств управления учебно-познавательной деятельностью учащихся, диагностирующих не только результат, но и весь процесс деятельности испытуемого при выполнении заданий, дающих возможность учителю наблюдать процесс решения задачи, а также при необходимости вмешиваться и корректировать его. Такие компьютерные средства мы назвали сетевыми динамическими компьютерными тестами-тренажерами (СДКТТ).

Объект исследования - учебно-познавательная деятельность учащихся в процессе обучения математике в основной школе.

Предмет исследования - сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры как средство управления учебно-познавательной деятельностью учащихся и методика их использования.

Цель исследования - разработать сетевые динамические компьютерные тесты-тренажеры для организации эффективного управления учебно-познавательной деятельностью учащихся при обучении алгебре в 7-9 классах и методику их использования.

Гипотеза исследования. Если управление учебным процессом осуществлять с использованием сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров по специальной методике, обеспечивающей обратную связь и взаимодействие между учителем и учеником, то управление учебно-познавательной деятельностью учащихся становится достаточно гибким, что приводит к повышению качества обучения.

Для достижения поставленной цели и подтверждения гипотезы были определены следующие задачи:

1. Изучить проблему управления учебно-познавательной деятельностью учащихся в психологии и кибернетике.

2. Выделить дидактические условия эффективного управления и использования компьютерных тестов.

3. Разработать структурно-функциональную модель сетевого динамического компьютерного теста-тренажера.

4. Разработать методику использования сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров и экспериментально проверить ее эффективность.

При решении поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

3. Общелогические (сравнение, обобщение и обработка учебного материала).

4. Методы программирования на алгоритмических языках (создание компьютерных программ).

5. Статистические (обработка результатов педагогического эксперимента).

Теоретико-методологической основой исследования являются:

• теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина и др.);

• теория управления учебным процессом (В.П. Беспал ько, В.П. Симонов, Н.Ф. Талызина и др.);

• концепция деятельностного подхода к проблеме усвоения знаний (JI.C. Выготский, А.Н. Леонтьев и др.);

• технологические основы проектирования и конструирования учебного процесса (В.М. Монахов, В.П. Беспалько и др.);

• теория совершенствования учебного процесса с помощью ЭВМ (B.C. Гершунский, Е.И. Машбиц и др.);

• теоретические основы разработки тестовых заданий (B.C. Аванесов, А.Н. Майоров и др.);

• нелинейные технологии обучения (Н.И. Пак и др.);

• методы компьютерного моделирования систем искусственного интеллекта и теоретические основы кибернетики (А.И. Берг, Н. Винер, А.Я. Лернер, Д.Ф. Люггер и др.);

• теория коллективного способа обучения (В.К. Дьяченко, М.А. Мкртчян, А.Р. Ривин и др.).

Организация исследования. Исследование проводилось в несколько этапов.

На первом этапе (поисково-подготовительном, 2001-2002 гг.) проводился теоретический анализ литературы по исследуемой проблеме; определялись проблема исследования, его объект, предмет, задачи, гипотеза; разрабатывалась методология и методики опытно-экспериментальной работы.

На втором этапе (экспериментальном, 2002-2005 гг.) разрабатывалась структурно-функциональная модель сетевого динамического тестирования на основе кибернетического подхода. Создавались сценарии тестов и их программная реализация. Экспериментально проверялась эффективность разработанных сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров посредством педагогического эксперимента.

На третьем этапе (обобщающем, 2005-2006 гг.) осуществлялся анализ и обобщались результаты исследования, уточнялись теоретические положения диссертационного исследования, проведилась коррекция выводов, полученных на первом и втором этапах исследования, систематизировались и обрабатывались экспериментальные данные, оформлялась рукопись диссертации.

• расширить возможности диагностики знаний учащихся при использовании коллективных способов обучения.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Пооперационный контроль за учебно-познавательной деятельностью учащихся в режиме реального времени в процессе обучения математике возможен, если использовать специально разработанные сетевые динамические тесты-тренажеры, обеспечивающие непрерывную обратную связь между учителем и учеником. 2. Применение сетевых динамических компьютерных тестов-тренажеров в процессе обучения математике по специальной методике позволяет повысить уровень математической подготовки учащихся.

Апробация результатов исследования

Об основных теоретических положениях и результатах диссертационного исследования докладывалось на заседаниях кафедры математических методов физики КГПУ (2001-2005 гг.), методических семинарах, научно-практических конференциях:

• «Современные педагогические технологии в математическом образовании», г. Красноярск, 2002 г.;

• «Образование XXI века», г. Железногорск, 2002 г.;

• «Проблемы теории и практики обучения математике — 56 Герценовские чтения», г. Санкт-Петербург, 2003 г.;

• «Актуальные проблемы качества педагогического образования», г. Новосибирск, 2003 г.;

• «Совершенствование систем управления качеством подготовки специалистов», г. Красноярск, 2003 г.;

• «Математическая и методическая подготовка студентов педагогических вузов и университетов в условиях модернизации системы образования», г. Тверь, 2003 г.;

• «Развитие системы образования в России XXI века», г. Красноярск, 2003 г.

• «Информационные технологии в образовании», г. Москва, 2003 г.;

• «Открытое образование: опыт, проблемы, перспективы», г. Красноярск, 2004-2005 гг.

По теме диссертации опубликовано 13 работ. Среди них 1 учебное пособие, 2 статьи, 10 тезисов докладов. Общий объем публикаций - 6,1 п.л. (участие автора - 2,82 п.л.). На разработанные сетевые динамические тестытренажеры «Преобразование графиков функций» получено авторское свидетельство № 2005610269.

Структура диссертации. Диссертация состоит из Введения, двух глав, Заключения, библиографического списка и Приложения.

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

Выводы к главе 2

1. Показано, что важным компонентом СДКТТ, обеспечивающим пооперационный контроль, является наличие оперативной обратной связи, которая позволяет учителю получать сведения о ходе процесса усвоения алгоритмической деятельности у каждого учащегося. Обратная связь должна нести следующую информацию:

• какое действие выполняет обучаемый;

• правильно ли выполняет это действие;

• время принятия решения;

• формируется ли действие с должной мерой обобщения.

2. Частота обратной связи (для учащегося) должна зависеть от степени усвоения алгоритмической деятельности и должна подаваться учителем в зависимости от деятельности учащегося.

3. Разобраны основные виды и составные части СДКТТ.

4. На основе СДКТТ проведен педагогический эксперимент, который показал, что применение СДКТТ повышает эффективность управления учебной деятельностью учащихся.

5. По данным эксперимента получены такие численные характеристики процесса научения как целевая функция и функция вознаграждения, на основе анализа которых определена скорость обучения учащихся, что позволило ранжировать их по способностям к усвоению учебного материала, а также даны рекомендации по эффективному разбиению учащихся на пары.

6. Проведено сравнение диагностических заключений, полученных на основе СДКТТ и сделанных экспертами. Показано, что между данными, полученными на основе СДКТТ, и экспертными оценками существует прямая значительная связь, т.е. данные эксперимента и эксперта близки.

Заключение

В процессе проведения исследования была достигнута цель, подтверждена выдвинутая гипотеза, получены положительные результаты в решении всех поставленных задач, были сделаны следующие выводы:

7. Созданы алгоритмы и программы, проводящие компьютерную обработку экспериментальных данных, проведен педагогический эксперимент, подтверждающий эффективность использования сетевых динамических тестов-тренажеров. Проведено сравнение диагностических заключений, полученных на основе сетевых динамических тестов-тренажеров и сделанных экспертами, показано, что между ними существует прямая значительная связь, т.е. данные эксперимента и экспертов близки.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Кузьмин, Дмитрий Николаевич, Красноярск

1. Абдеев, Р.Ф. Философия информационной цивилизации / Р.Ф. Абдеев. М., 1994. - 335 с.

2. Аванесов, B.C. Научные проблемы тестового контроля знаний / B.C. Аванесов. -М.: МСиС, 1994.

3. Аванесов, B.C. Основы научной организации педагогического контроля в высшей школе / B.C. Аванесов. М.: ИЦВШ, 1988. -172 с.

4. Аванесов, B.C. Основы педагогического контроля в высшей школе/ B.C. Аванесов / под ред. А.В. Петровского // Основы педагогики и психологии высшей школы. М.: МГУ, 1986.

5. Аванесов, B.C. Проблема психологических тестов / B.C. Аванесов // Вопросы психологии. 1978. - № 5. - С. 87-107.

6. Аванесов, B.C. Теоретические основы разработки заданий в тестовой форме / B.C. Аванесов. М.: МГТА, 1995.

7. Архангельский, С.И. Лекции по научной организации учебного процесса в высшей школе / С.И. Архангельский. М.: Высш. шк., 1976.

8. Архангельский, С.И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы / С.И. Архангельский. М.: Высш. шк., 1980.-256 с.

9. Аткинсон, Р. Адаптивные обучающие системы: Попытки оптимизировать процесс обучения. Человеческая память и процесс обучения / Р. Аткинсон. М., 1980.

10. Бабанский, Ю.К. Методы обучения в современной образовательной школе / Ю.К. Бабанский. М.: Просвещение, 1985.-208 с.

11. Бабанский, Ю.К. Оптимизация педагогического процесса (в вопросах и ответах) / Ю.К. Бабанский, М.М. Поташник. Киев: Радянська школа, 1983. - 287 с.

12. Басова В.А. Организация самоконтроля усвоения математических знаний студентами вуза: дис. канд. пед. наук / В.А.Басова. -Саранск, 1997.

13. Берг, А.И. Кибернетика наука об оптимальном управлении /

14. A.И. Берг. -М.: Энергия, 1964.

15. Бернштейн, Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности / Н.А. Бернштейн. М.: Медицина, 1966. - 350 с.

16. Беспалько, В.П. Дидактические основы программированного управления процессом обучения: автореф. дис. д-ра пед. наук/1. B.П. Беспалько. М., 1968.

17. Беспалько, В.П. Образование и обучение с участием компьютера (педагогика третьего тысячелетия) / В.П. Беспалько. М.: Изд-во НПО «Модэк», 2002. - 351 с.

18. Беспалько, В.П. Опыт разработки и использования критериев качества усвоения знаний / В.П. Беспалько // Советская педагогика. 1968. -№ 4.

19. Беспалько, В.П. Основы теории педагогических систем / В.П. Беспалько. Воронеж, 1977.

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

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

22. Беспалько, В.П. Стандартизация образования: основные идеи и понятия / В.П. Беспалько // Педагогика. 1993. - № 5. - С. 51-57.

23. Брусиловский, П.Л. Интеллектуальные учебные среды: концепции и примеры / П.Л. Брусиловский // Применение новыхкомпьютерных технологий в образовании: сб. материалов всероссийской научно-практической конференции. Троицк, 1991.

24. Буняев, М.М. Методические аспекты проектирования автоматизированных обучающих курсов / М.М. Буняев // Математика в школе. 1991. -№ 5.

25. Варшавский, В.И. Оркестр играет без дирижера: размышления об эволюции некоторых технических систем и управлении ими /

26. B.И. Варшавский, Д.А. Поспелов. М.: Наука, 1984. - 208 с.

27. Величковский, Б.М. Интеллектуальные процессы и их моделирование / Б.М. Величковский, М.С. Капица. М.: Наука, 1987.-120 с.

28. Винер, Н. Кибернетика и общество / Н. Винер. М.: Изд-во иностр. лит., 1958. - 49 с.

29. Винер, Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине / Н. Винер. М.: Советское радио, 1968. - 314 с.

30. Воскерчьян, С.И. Об использовании метода тестов /

31. C.И. Воскерчьян // Советская педагогика. 1963. - № 10. -С. 28-38.

32. Выготский, JI.C. Игра и её роль в психическом развитии ребенка / JI.C. Выготский // Вопросы психологии. 1966. -№ 6. - С. 75.

33. Выготский, JI.C. Избранные психологические исследования / JI.C. Выготский. -М.: Изд-во АПН РСФСР, 1956. 519 с.

34. Выготский, JI.C. Мышление и речь / JI.C. Выготский. М: Просвещение, 1982. - 345 с.

35. Выготский, JI.C. Педагогическая психология / JI.C. Выготский / под ред. В.В. Давыдова. М.: Педагогика, 1991. - 456 с.

36. Гальперин, П.Я. Введение в психологию / П.Я. Гальперин. М.: Изд-во Московского университета. 1976, -150 с.

37. Гальперин, П.Я. К проблеме внимания / П.Я. Гальперин // Доклады АПН РСФСР. М., 1958. - № 3. - С. 34.

38. Гальперин, П.Я. Современное состояние теории поэтапного формирования умственных действий / П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина. М.: Вестник МГУ. Серия 14. - 1979. - № 4-С. 54-64.

39. Гершунский, Б.С. Компьютеризация в сфере образования. Проблемы и перспективы / Б.С. Гершунский. М.: Педагогика, 1987.

40. Далингер, В.А. Аналогия в геометрии: учебное пособие / В.А. Далингер, Р.Ю. Костюченко. Омск, 2001.- 149с.

41. Дьяченко, В.К. Диалоги об обучении: О переходе на демократическую систему обучения по способностям: монография / В.К. Дьяченко Красноярск, 1995.-216 с.

42. Дьяченко, В.К. Концепция современной общеобразовательной и профессиональной школы / В.К. Дьяченко, Ю.В. Васильев, Г.М. Кусаинов // Народное образование. 1994. - № 2.

43. Дьяченко, В.К. Новая дидактика / В.К. Дьяченко. М., 2001 -496 с.

44. Дьяченко, В.К. Новая педагогическая технология и ее звенья. Демократическая система обучения по способностям: монография / В.К. Дьяченко Красноярск, 1994. - 182 с.

45. Дьяченко, В.К. Новая педагогическая технология учебно-воспитательного процесса / В.К. Дьяченко. Усть-Каменогорск, 1992.-182 с.

46. Дьяченко, В.К. Общие формы организации процесса обучения: Актуальные проблемы теории и практики обучения / В.К. Дьяченко. Красноярск, 1984. - 184 с.

47. Дьяченко, В.К. Организационная структура учебного процесса и ее развитие / В.К. Дьяченко. М.: Педагогика, 1989. - 159 с.

48. Дьяченко, В.К. Современная дидактика. Теория и практика обучения в общеобразовательной школе / В.К. Дьяченко.1. Новокузнецк, 1996. 593 с.

49. Дьяченко, В.К. Сотрудничество в обучении: О коллективном способе учебной работы / В.К. Дьяченко. — М.: Просвещение, 1991.-192 с.

50. Дьячук, П.П. Динамика процесса обучения решению алгоритмических задач / П.П. Дьячук, Е.В. Лариков, П.П. Дьячук (мл.) // Научный ежегодник КГПУ. Красноярск, 2003. - С. 314— 322.

51. Дьячук, П.П. Динамические компьютерные тесты-тренажеры / П.П. Дьячук, Е.В. Лариков // Новые информационные технологии в университетском образовании: сб. материалов международной научно-методической конференции. Кемерово, 2002. - С. 57.

52. Дьячук, П.П. Информационные модели процесса обучения и динамических тестов-тренажеров / П.П. Дьячук // Научный ежегодник КГПУ. Красноярск, 2003. - С. 273-280.

53. Житомирский, В.Г. Вычислительная техника и учебный процесс / В.Г. Житомирский. Свердловск, 1984. - 108 с.

54. Житомирский, В.Г. Компьютерная технология учебно-воспитательного процесса / В.Г. Житомирский // Автоматизированные системы в управлении учебно-воспитательным процессом в педагогическом институте. -Свердловск, 1986.-С. 15-23.

55. Житомирский, В.Г. Проблемы организации контроля при обучении математике / В.Г. Житомирский // Совершенствование преподавания математики в средней школе: сб. материалов научно-практической конференции. Свердловск, 1980. - С. 3246.

56. Захаров, А.Н. Проблемы адаптивных систем обучения / А.Н. Захаров / под ред. A.M. Матюшкина // Кибернетика и проблемы обучения: сб. переводов. -М.: Прогресс, 1970.

57. Ильина, Т.А. Тестовая методика проверки знаний и программированное обучение / Т.А. Ильина // Советская педагогика. 1967. -№ 2. - С. 122-135.

58. Кан-Калик, В.А. Учителю о педагогическом общении / В.А. Кан-Калик. -М.: Просвещение, 1987. 190 с.

59. Кузьмин, Д.Н. Динамический компьютерный тест-тренажер «Квадратные уравнения» / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук // Современные педагогические технологии в математическом образовании: межвузовский сборник научных трудов. -Красноярск, 2002. С. 37-43.

60. Кузьмин, Д.Н. Компьютерная поддержка коллективного способа обучения / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук // Актуальные проблемыкачества педагогического образования: материалы всероссийской научно-практической конференции. Новосибирск, 2003. -С. 302-303.

61. Кузьмин, Д.Н. Компьютерные сетевые технологии в преподавании алгебры / Д.Н. Кузьмин // Совершенствование систем управления качеством подготовки специалистов: материалы всероссийской научно-методической конференции. Красноярск, 2003. - С. 118.

62. Кузьмин, Д.Н. Применение динамических компьютерных тестов-тренажеров при изучении курса алгебры в средней школе / Д.Н. Кузьмин // Образование XXI века: материалы международной научно-практической конференции. Железногорск, 2002.

63. Кузьмин, Д.Н. Применение теории автоматов в обучающих системах / Д.Н. Кузьмин // Открытое образование: опыт, проблемы, перспективы: материалы межрегиональной научно-практической конференции. Красноярск, 2005. - С. 53-55.

64. Кузьмин, Д.Н. Сетевые динамические тесты-тренажеры / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук // Развитие системы образования в России XXI века: материалы международной научно-методической конференции. Красноярск, 2003. - С. 103-105.

65. Кузьмин, Д.Н. Сетевые компьютерные тесты-тренажеры / Д.Н. Кузьмин // Информационные технологии в образовании: материалы международного конгресса конференций. М, 2003. -Ч. 4.-С. 45-46.

66. Кузьмин, Д.Н. Сетевые технологии и КСО: Учебное пособие / Д.Н. Кузьмин, П.П. Дьячук, Е.В. Васильева. Красноярск, 2004. -78 с.

67. Кусаинов, Г.М. Коллективное обучение: история, современность, перспективы / сост. Г.М. Кусаинов, Т.М. Мажикеев. Алма-Ата, 1992.-80 с.

68. Лариков, Е.В. Управление учебно-познавательной деятельностью школьников при обучении алгебре на основе динамическихкомпьютерных тестов-тренажеров: дне. канд. пед. наук / Е.В. Лариков. Омск, 2002.

69. Леонтьев, А.А. Педагогическое общение / А.А. Леонтьев. М.: Педагогика, 1979.

70. Лернер, А.Я. Начала кибернетики / А.Я. Лернер. М.: Наука, 1967. -400 с.

71. Лернер, И.Я. Дидактические основы методов обучения / И.Я. Лернер. М.: Знание, 1981. - 186 с.

72. Лернер, И.Я. Качество знаний учащихся. Какими они должны быть / И.Я. Лернер. М.: Знание, 1978. - 47 с.

73. Лернер, И.Я. Процесс обучения и его закономерности / И.Я. Лернер. М.: Знание, 1980. - 96 с.

74. Лийметс, Х.И. Групповая работа на уроке / Х.И. Лийметс. М.: Знание, 1975.-64 с.

75. Лингарт, И. Процесс и структура человеческого учения / Й. Лингарт. -М„ 1970.

76. Люгер, Дж. Искусственный интеллект (стратегия и методы решения сложных проблем) / Дж. Люгер. 4 изд.: пер. с англ.- М.: «Вильяме», 2003. - 864 с.

77. Люсин, Д.В. Критериально-ориентированные педагогические тесты: сущность и методы конструирования: дис. Канд. пед. наук / Д.В. Люсин.-М., 1995.

78. Майер, Р.А. Статистические методы в психолого-педагогических и социологических исследованиях: учебное пособие / Р.А. Майер, Н.Р. Колмакова. Ч. 1- Красноярск, 1997. - 149 с.

79. Машбиц, Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения / Е.И. Машбиц. М.: Педагогика, 1988.-192 с.

80. Мкртчян, М.А. XX век три этапа становления идей КСО / М.А. Мкртчян // Коллективный способ обучения. - 1995. - №1.1. С. 6-9.

81. Мкртчян, М.А. Коллективный способ обучения: Практический курс / М.А. Мкртчян. Саяногорск, 1990. - 47с.

82. Монахов, В.М. Перспективы разработки и внедрения новых информационных технологий обучения на уроках математики / В.М. Монахов // Математика в школе. 1991. -№ 3. - С. 7-12.

83. Монахов, В.М. Психолого-педагогические проблемы новых информационных технологий как средства учебной деятельности /

84. B.М. Монахов, В.В. Рубцов // Информатизация школьного образования: сб. материалов международной научно-практической конференции. -Москва Берлин, 1990. - С. 47-58.

85. Монахов, В.М. Что такое новые информационные технологии обучения / В.М. Монахов // Математика в школе. 1990. - № 2.1. C. 47-52.

86. Мордкович, А.Г. Алгебра 7-9 кл.: методическое пособие для учителя / А.Г. Мордкович. М.: Мнемозина, 2000. - 80 с.

87. Мордкович, А.Г. Алгебра 7-9 кл.: тесты / А.Г. Мордкович. М.: Мнемозина, 2000.

88. Мордкович, А.Г. Учебники алгебры 7-9 кл. / А.Г. Мордкович. -М.: Мнемозина, 2001.

89. Огородников, И.Т. Оптимальное усвоение учащимися знаний и сравнительная эффективность отдельных методов обучения в школе / И.Т. Огородников М.: Изд-во АПН РСФСР, 1962. - 101 с.

90. Пак, Н.И. Нелинейные технологии обучения в условиях информатизации: монография / Н.И. Пак. Красноярск, 2004. -220 с.

91. Первин, И.Б. Коллективная учебно-познавательная деятельность школьников / И.Б. Первин. М.: Педагогика, 1985. - 144 с.

92. Пидкасистый, П.И. Самостоятельная деятельность учащихся в обучении / П.И. Пидкасистый. М.: МГПИ, 1978.

93. Пидкасистый, П.И. Самостоятельная деятельность учащихся. Дидактический анализ процесса и структуры восприятия и творчества / П.И. Пидкасистый. М.: Педагогика, 1972.

94. Пидкасистый, П.И. Самостоятельная познавательная деятельность школьников в обучении: теоретически-экспериментальные исследования / П.И. Пидкасистый. М.: Педагогика, 1980.

95. Поспелов, Д.А. Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных аспектов / Д.А. Поспелов. М., 1989.

96. Симонов, В.П. Управление учебно-воспитательным процессом в средней школе на основе системного подхода: автореф. дис. д-ра пед. наук / В.П. Симонов. М., 1991.

97. Скаткин, М.Н. Проблемы современной дидактики / М.Н. Скаткин. -М.: Педагогика, 1980. -198 с.

98. Скаткин, М.Н. Совершенствование процесса обучения / М.Н. Скаткин. М.:Педагогика, 1971.-206с.

99. ЮЗ.Смолянинов, В.В. От инвариантов геометрии к инвариантам управления /В.В. Смолянинов // Интеллектуальные процессы и их моделирование. М.: Наука, 1987.

100. Смолянинов, В.В. Структурные и функциональные инварианты распределения биологических систем: автореф. дис. канд. наук / В.В. Смолянинов. Пущино, 1985.

101. Советский Энциклопедический Словарь. М.: Сов. энциклопедия, 1983.-1600 с.

102. Юб.Сосновский, В.И. Вопросы управления в обучении (педагогическое тестирование) / В.И. Сосновский, В.И. Тесленко. -4.1. Красноярск, 1995.

103. Талызина, Н.Ф. Актуальные проблемы обучения в высшей школе / Н.Ф. Талызина // Педагогика высшей школы. Воронеж: ВГУ, 1974.

104. Талызина, Н.Ф. Деятельностный подход к построению модели специалиста / Н.Ф. Талызина // Вестник высшей школы. 1986. -№3.-С. 10-14.

105. Талызина, Н.Ф. Педагогическая психология / Н.Ф. Талызина: учеб. для студ. сред. пед. учеб. заведений. 3-е изд., стереотип. - М.: Издательский центр «Академия», 1999. - 288 с.

106. Ю.Талызина, Н.Ф. Теоретические основы контроля в учебном процессе / Н.Ф. Талызина. М.: Знание, 1983.

107. Ш.Талызина, Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. Психологические основы / Н.Ф. Талызина. М.: МГУ, 1984.

108. Тесленко, В.И. Психолого-педагогические основы диагностики и прогнозирования профессионально-методической подготовки учителя в педагогическом вузе / В.И. Тесленко. 4.1. -Красноярск, 1996.

109. Тесленко, В.И. Психолого-педагогические основы диагностики и прогнозирования профессионально-методической подготовки учителя в педагогическом вузе / В.И. Тесленко. 4.2. -Красноярск, 1996.

110. Федоров, Е.Б. Тестирование как средство управления учебным процессом при обучении математике в специализированных классах: дис. канд. пед. наук / Е.Б. Федоров. М., 1992.

111. Фридман, JI.M. Психолого-педагогические основы обучения математике в школе / Л.М. Фридман. М.: Просвещение, 1983. - 160 с.

112. Хегенхан, Б. Теории научения / Б. Хегенхан, М. Олсон. 6-е изд. -СПб.: Питер, 2004. - 474 е.: ил. - (серия «Мастера психологии»).

113. Холодная М.А. Когнитивные стили о природе индивидуального ума / М.А. Холодная СПб.: Питер, 2004. - 384 е.: ил. - (серия «Мастера психологии»).

114. Цукерман, Г.А. Виды общения в обучении / Г.А. Цукерман. -Томск, 1993.-268 с.

115. Чередов, И.М. Система форм организации обучения в советской общеобразовательной школе / И.М. Чередов. М.: Педагогика, 1987.-152 с.

116. Чередов, И.М. Формы учебной работы в средней школе / И.М. Чередов. -М.: Просвещение, 1988. 157 с.

117. Шашкина, М.Б. Система педагогических тестов как средство управления учебно-познавательной деятельностью студентов в процессе изучения математических дисциплин в педагогическом вузе: дис. канд. пед. наук. Красноярск, 1999.

118. Шкерина, JI.B. Мониторинг качества профессионально-педагогической подготовки будущего учителя в педагогическом вузе: учебно-методическое пособие / JI.B. Шкерина, В.А Адольф, Г.С. Саволайнен и др. Красноярск, 2004. — 244 с.

119. Шкерина, JI.B. Обновление системы качества подготовки будущего учителя в педагогическом вузе: монография / JI.B. Шкерина. Красноярск, 2005. - 274 с.

120. Шкерина, JI.B. Теоретические основы технологий учебно-познавательной деятельности будущего учителя математики в процессе математической подготовки в педагогическом вузе: монография / JI.B. Шкерина. Красноярск, 1999.

121. Эшби, У.Р. Введение в кибернетику / У.Р. Эшби. М., 1959.

122. Эрдниев, П.М. Укрупнение дидактических единиц в обучении математике. /П.М. Эрдниев. -М.: Просвещение, 1986.

123. Якиманская И.С. Психологические основы математического образования: Учебное пособие для студ. педагогических вузов / И.С. Якиманская. М.: Издательский центр «Академия», 2004. -320с.

124. Perspectives on mathematical education. Boston: Math educational library, 1986.