автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Дидактический потенциал логико-вероятностного метода в системе определения содержания учебных дисциплин

Автореферат диссертации по теме "Дидактический потенциал логико-вероятностного метода в системе определения содержания учебных дисциплин"

РГБ ОД 2 8 КЮН 2300

На правах рукописи

Тарасова Татьяна Евгеньевна

ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ЛОГИКО-ВЕРОЯТНОСТНОГО МЕТОДА В СИСТЕМЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН

13.00.08. - Теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Тольятти 2000

Работа выполнена на кафедре педагогики, психологии и мето; гюдавания ТолГШ

Научный руководитель:

к.п.н., доцент И,В. Непрокина

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

д.т.н., профессор Шакурский В.К д.п.н., профессор Бердкиков И.Г. Ульяновский Педагогический 3 тех

Защита диссертации состоится 12 мая 2000 г. 15 14 часов на зас диссертационного совета Д 064.43.01 по защите диссертаций на 1 ние ученой степени кандидата педагогических наук по специах 13.00.08 - "Теория и методика профессионального образования" нр] яттинском политехническом институте (445667, г. Тольятти, ул. Б< екая, 14, Актовый зал НИС)

С диссертацией можно ознакомиться п библиотеке института.

Автореферат разослан 10 апреля 2000 г Ученый секретарь диссертационного совета

Ю.К. Ч

^ .5?/ €/л /¿У О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изменения а общественно-политической

II экономической жизни России нашли отражение во всех областях человеческой деятельности н, в первую очередь, и системе высшего образования, которая является ответственной за подготовку пысокчу.слгпифнцировапиых специалистов. Сегодня мы находимся на стыке промышленной эпохи (¡п-<1из!па1) и эпохи знаний (кпои^ефе). По мнению доктора Деминга, знанию нет замены. "То, что чы знаете сегодня на означает, что ваши 'знания будут считаться знаниями завтра. Поэтому главный источник благосостояния. который есть у людей - знание ". На нынешнем этапе развития общества нужны научно-обоснованные знания н новые идеи для создания нового знания. Решающую роль в их обеспечении принадлежит высшим учебным заведениям и научным учреждениям.

Отсюда следствия: большое количество методических вопросов, поднимаемых в научно-исследовательских работах и направленных на формирование нового знания с целью повышения качества обучения и подъема уровня профессиональной компетенции выпускников высших учебных заведении.

Не менее существенно и то, сто с развитием науки происходит развитие производства, техники, экономики, и ;уи системы высшего образования открываются новые направления обучения студентов. Именно педагога должны донести до обучаемых последние достижения в облает новейших технологий, таких как информационные, компьютерные, производственные, педагогические. Подготовка самих педагогов во много»« зависит от той системы знаний и умений, которые формируются еще в период обучения. Чтобы выпускники педагогического вуза в любой момент были востребованы обществом, необходимо целенаправленно подходить к

выбору учебного материала и методам преподавания. И здесь возникают противоречия:

- между бистро растущим объемом научной и учебной информации и фиксированными сроками обучений при необходимости сохранения высокого качества подготовки студентов;

- между растущим объемом учебной информации и психо.пого-фнзиологичесхими возможностями студентов;

- между постоянно возрастающими требованиями общества к интеллекту специалиста, его способности к'проектирошшшо, прогнозированию, и фактическим уровнем (качеством) их образования;

- между необходимостью использования инновационных педагогических методик и традиционными методами преподавания;

- между большим количеством методов выбора содержания обучения и ограниченным числом точных математических методов.

Поиск наиболее эффективных методов обоснования содержания учебных программ высшей профессиональной школы, а также - с интенсификация обучения и составляют проблему исследования-

Принципы отбора содержания обучения, улучшение качества обучения, применение прогрессивных методик преподавания учебных дисциплин были исследованы многими учеными. Основными направлениями научного поиска здесь были,

- определение принципов формирования содержания обучения в средней и высшей школе (Альбуханова O.A., Архангельский С.И., Васильев Ю.В., Кустов Ю.А., Нехтрокина И.В., А.Г1. Тряпицыиа, Шихова Т.И. и

др-);

- установление критериев оптимизации учебного процесса и учебных прохрамм (Квацга ОН, Кочкии H.H., Хоанг МЛ., Чернова ГО.К. и др.),

- профессионально-педагогическая направленность в обучении (Баташова С.И., Иванов В.Г., Корпев Г.П., Спирин Л.Ф., Устименко В.К., Сла-стении В.А., Щеголь В .И. и др.),

- разработка методов обоснования выбора содержания обучения (Бут-ко М.Е., Жуковская З.Д., Коваленко Н.Д., Стацснко Н.И., Шапкин В.В. и ДР-),

- использование математических методов моделирования, разработки и оптимизации учебных планов и программ (Жуковская З.Д., Ительсон Л.Б., Мучник, Свешникова Л.Л., Разумов И.М., Моргунов И.Б., Хоанг М.Ч., Королев М.А., Ямпольский В.В. и др.),

- разработка методик преподавания электрорадиотехнических дисциплин (Атутов П.Р., Васильев 10.К., Кустов Ю.А., Никифорова В.М., Миг-лин В.М. и др.).

Исследован im этих проблем дало существенные результаты. Однако, не все методы формирования содержания обучения обеспечивают всесторонним анализ и учет многообразных связей в проектируемой в системе обучения до его реализации. Положение усугубляется и тем, что в отечественной дидактической и педагогической литературе нет работ, посвященных логико-вероятностному моделированию педагогических систем. Отсутствуют и научные исследования по этому направлению, хотя логнко-верочтпостный метод (ЛВМ) имеет широкие перспективы применения в педагогике.

Являясь одним из методов системного анализа, ЛВМ применяется в теории надежности, при решения многофакторных стратегических задач, при определении плана диагностики специальных транспортных средстн и других технических задач. К достоинствам ЛВМ относится возможность комплексного анализа сложных систем, включающих в себя более гыск«н элементов, с позиций эффективности и устойчивости, определение значений показателей значимости элементов, входящих и исследуемую систему, а также показателей вкладов всех элементов а работу системы. Расчет названных показателен производится с применением программного комплекса автоматизированного структурного моделирования (ГГК АСМ), разработанного а БИТУ (С.-Петербург).

Если и качестве исследуемой системы взять учебную программу и учесть псе логические (межпредметные) связи взаимодействия элементов этой системы, то становится возможным определить при помощи ЛВМ их показатели значимости и вкладов в "безопсазную работу" системы. Элементом с диссертации называется самостоятельная единица учебной программы, которая считается самодостаточной и самообеспеченнон при выбранном уровне структурирования. Его можно проводить, в зависимости от цели исследования, но следующим уровням:

- учебная дисциплина (если анализу подвергается учебный план вуза),

- разделы учебных дисциплин,

- понятия и формулы каждого раздела.

По итогам расчетов проводится моделирование учебной программы и оценивается ее оптимальность по системному показателю реальной эффективности (Я'.^).

Отсутствие методических и дидактических работ по применению ЛВМ в педагогических исследованиях явилось основанием для выбора темы диссертационной работы, сформулированной как "Дидактический потенциал логико-вероятностного метода в системе определения содержания учебных дисциплин

Целыо исследования является обоснование и экспериментальная проверка возможности и эффективности применения логико-вероятностного метода (/ЮМ) для решения педагогических задач, в частности - для выбора содержания учебных дисциплин, повышающего качество профессиональной подготовки выпускников педагогического вуза.

Объект исследования представляет собой систему учебно-воегштате.чького процесса и педагогическом вузе, ПЕСдмст^^тедопания -дидактический потенциал логико-вероятностного метода при определении содержания учебных дисциплин.

На основе анализа методической и педагогической литературы, изучения применяемых в дидактике методов определения значимости учеб-

ных предметов и тем учебных дисциплин, были сформулированы основные положения гипотезы исследования:

» если адаптировать необходимым образом логико-вероятностный метод, то станет возможным использовать его для обоснования выбора содержания обучения в вузе;

-•> качество электротехнической подготовки выпускников педагогических вузов будет выше, если:

- для обоснования выбора содержания обучения по электротехнике использовать точные методы, оснопанные на сочетании математической статистики а теории вероятностей, в частности - ЛВМ; .

- существующий курс электротехники педвузов будет сформирован в соответствии с данными моделирования ЛВМ:

- в обучения использовать принцип систематизации и обобщения знаний

В соответствии с целью, предметом и гипотезой исследования были определены задачи, для решения которых было необходимо:

- на основе изучения проблемы отбора содержания образования в высшей школе и имеющихся методик определения значимости элементов учебных программ обосновать необходимость отбора содержания обучения с применением математических методов и автоматизированных средств программного обеспечения,

- обосновать теоретическую правомерность применения ЛВМ для определения содержания учебных предметов,

- разработать методик)' применения ЛВМ для определения показателей значимости элементов учебных программ и на их основе сформировать содержание обучения на примере курса электротехники для студентов педагогического вуза,

- проверить эффективность созданной учебной программы дисциплины в процессе формирования электротехнических знаний будущих учителей.

Методологическая основа исследования определяется поставленными целями и задачами и базируется на ведущих научных идеях и положениях: теории философии образования (Гегель, Бердяев Н.А, Лосев А.Ф, Задо-рожшок И.А., Сеыеноп И.Н., Швырев B.C. и др.); теории педагогических систем (Беспалько В.П., Кузьмина Н.В.), исследований по вопроса-л теории и технологии обучения (Архангельского С.И., Лернера К.Я., Леднева B.C. к др.), теории педагогической прогностики (Пр.-псот О.Г., Бестужев-Лада И.В., Верхола А.П., Вишнев С.М., Гершунскай Б.С.. Караковский В.А., Кочкпн H.H., Поташник М.М. и Др.); ко'щгптуальных подходов и пришитое построения содержания общего и профессионального обгкпо-еаиия (Васильез Ю.В., Жуковская З.Д., Иванов В.Г., Краеаский В.В., Рози-на Н.М, Сластенин В.А. и др.); работ, посвященных логико-вероятностному моделированию (Рябинин И.А, Черкесов ГЛ., Можаев A.C.), системному подходу в процессе обучения (Архиповский С.Й., Бабан-ский Ю.К., Богоявленский Д.Н., Бозаров П.В., Зотов А.Ф., Зорина Л.Я., Ильин В.В., Королев Ф.Ф., Ушакова М.А., Щедровицкий П.Г .); системности как показателе качества знаний (Данилов М.А., Звягин А.Н., Лернер И .Я., Шепетов A.C.) и tneopuu обобщений (Выгодский Л.С., Газиев Э.Я., Звягин А.Н., Давыдов В.В., Рубинштейн С.Л. и др.).

Основными методами исследования являются: теоретический анализ проблемы исследования, анализ содержания учебных планов, методой определения и обоснования выбора содержания учебных дисциплин, изучение учебного процесса в ходе проведения и посещения учебных занятий, бесед с преподавателями, проведения и анализа контрольных работ, проведение анкетирования и опросов преподавателей и студентов, поисковый эксперимент, направленный на моделирование и отработку методики определения значимости элементов учебных программ на основе ЛВМ, обу: чающий эксперимент, направленный на апробацию и коррекцию сформированной программы по курсу электротехники педагогического вуза, ста-

тистические методы обработки результатов исследования (методы, Снир-мена, Аббе, Кендалла, Пирсона, дисперсионный анализ).

Исследование проводилось на протяжении 1995 - 2000 г.г. и состояло из двух этапов.

(1995 - 1996 г.г.) был информационно-поисковым. Па этом этапе проводился анализ педагогической и методической литературы, опубликованной по теме исследования, изучалось состояние проблем определения содержания обучения в высшей школе и определения значимости тем учебных предметов. По итогам первого этапа была сформулирована цель исследования, изучена и адаптирована применительно к педагогическим исследованиям методика применения логико-вероятностного метода.

Второй этап (1997 - 2000 г.г.) был опытно-экспериментальным. На этом этапе проводился аналитический и автоматизированный расчет значимости элементов учебных планов и программ для студентов инженерно-педагогического (ИПФ) и физико-математического факультетов (ФМФ) ТФ С ГПУ. По результатам автоматизированного расчета значимости элементов курса электротехники на основе ЛВМ была создана учебная программа и проведено опытно-экспериментальное обучение студентов названных факультетов.

Базой исследования были Тольяттиттскнй филиал Самарского педагогического университета, 'Гольяттинский политехнический институт, кафедра "Автотракторное электрооборудование"; Поволжский технологический институт сервиса, кафедра "Электротехника и электроника".

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в том, что в диссертации 1) представлена, обоснована и показана правомерность использования адаптированного логико-вероятностного метода для определения оптимального содержания учебных дисциплин, и 2) показана возможность экстраполяции метода на разные дисциплины учебного плана.

Практическая значимость исследования определяется тем, что в нем

- разработана методика применения ЛВМ для решения педагогических задач, в частности - для определения показателей значимости элементов учебных программ,

- разработана методика и осуществлено моделирование учебной программы по электротехнике для студентов педагогического университета на основе ЛВМ,

- проведено опытно-экспериментальное обучение по созданной программе с разработкой учебного пособия но решению задач по электротехнике.

Достоверность исследования подтверждается 1) адекватностью методов исследования целям и задачам, предмету, гипотезе исследования; 2) согласованностью результатов исследования с требованиями профессиональной подготовки выпускников ИПФ и ФМФ педагогического вуза; 3) продолжительностью проведения педагогического эксперимента и репрезентативностью выборки при его проведении.

Апробация материалов осуществлялась путем публикаций, участия автора в научно-методических конференциях и заседаниях методических советов. Результаты исследований докладывались на Всероссийской научно-методической конференции (г. Тольятти 1999 г., 2000 г.), опубликованы в сборнике научных работ по вопросам методики профессионального образования (Самара 1997, 1998, 1999 г.) в межвузовском сборнике научных трудов волжского региона ( Тольятти 1999 г., 2000 г.).

Внедрение результатов исследования в практику осуществлено в Тольяттинском филиале Самарского педагогического университета на инженерно-педагогическом и физико-математическом факультетах, в Тольяттинском политехническом институте на кафедре "Автотракторное электрооборудование"; Поволжском технологическом институте сервиса на кафедре "Электротехника и электроника" путем разработки обоснования и

реализации содержания учебных предметов по профилю кафедр и участия автора в опытно-экспериментальном преподавании курса электротехники.

На защиту выносится:

!) метод определения показателей значимости учебных дисциплин на основе адаптированного логико-вероятностного метода.

2) метод моделирования учебных программ на основе ЛВМ.

3) методика использования ЛВМ для решения педагогических задач.

4) психолого-педагогические условия реализации модели ЛВМ

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений. Общий объем текста 18! страница, текст содержит 28 рисунок, 12 таблиц. Библиографический список включает 141 источник. Приложения составляют 21 страница.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Во введении обосновывается актуальность проблемы исследования, характеризуется научный аппарат исследования, ставится цель, определяются объект, предмет, гипотеза, задачи, методологическая основа исследования, научная новизна, практическая значимость работы, формулируются положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации "Теоретико-методологические основы повышения качества обучения" представлен обзор научных работ, посвященных проблемам высшей школы по вопросам повышения качества обучения. В главе 1) рассматриваются основополагающие положения педагогической теории, 2) приводятся критерии оптимизации учебного процесса, классификация принципов построения содержания учебных предметов и принципы отбора содержания обучения; 3) анализируются и обобщаются методы определения содержания учебных дисциплин и методы определения значимости тем учебных предметов; 4) рассматриваются основные па-

правления развития дидактической теории в области прогнозирования обучающих систем.

Под прогнозом в системе менеджмента образования понимается научно обоснованное суждение о всевозможных состояниях объекта (системы обучения в вузе) в будущем, об альтернативных путях его развития. Особое место в современном прогнозировании занимают методы многофакторного моделирования - логического, информационного, статистического. Числовые характеристики объекта в прогнозе носят вероятностный характер и обязательно предусматривают возможность внесения корректировок. Самым сложным в системе менеджмента образования является прогнозирование качества. Делыо любой реформы в области образования является повышение качества подготовки выпускников. Системы не должны оптимизироваться по частим, по процессам - они должны оптимизироваться как целое относительно общей цели.

На рис. 1 представлена обобщенная структура системы менеджмента в обучении студентов в вузе, где:

А - система управления вузом;

В - научные подходы, принципы и методы организации учебного процесса, которые предусматривают использование методов планирования учебного процесса, определения содержания учебных дисциплин, методик преподавания учебных дисциплин, формирования профессиональной подготовки студентов,

в«*»«»««* - С - маркетинг, планирование,

организация, контроль, мотивация в системе обучения,

с —'

5 - качество и эффективность обучения студентов,

Рис. 1. Структура системы

Обратная

О - блок обратной связи, обеспечивающий анализ недостатков в учебном процессе, определение мер

менеджмента в системе образова- по их устранению, контроль ния

эффективности внесенных корректирующих мероприятий,

1 - 4 - методическое обеспечение учебного процесса; ресурсы, материально-техническая база вуза; информационная база вуза; правовые отношения в системе образования.

Изменения параметров входных показателен необратимо привод1гт к изменению выходного показателя, под которым подразумевается качество подготовки выпускника вуза. Возможность оценить это изменение определяется использованием сочетания методов математической статистики и теории вероятностей, в частности, логико-вероятностным методом.

ЛВМ является сегодня новым современным методом определения значимости элементов учебных программ при формировании содержания учебного предмета. Значимость элемента учебной программы - величина постоянная и не зависит от уровня усвоения его студентами. Значимость элемента определяется его положением в общей схеме работоспособности, количеством обеспечивающих связей, их видом, логическим критерием работоспособности, а также вероятностным параметром Р,.

Этот метод применим в научных статистических исследованиях, где пет возможности присвоить четко обоснованные числовые величины анализируемым параметрам, а т?кие категории как качество обучения, оптимизация учебного процесса и другие, не имеют числового эквивалента.

В главе раскрыты теоретические основы ЛВМ, учтены структурные и теоретические ограшгчения, такие как собьггийно-логический подход при построении схемы функциональной целостности и задании вероятностного параметра, статичность, монотонность и бинарность структурной модели. Учет названных ограничений позволяет использовать ЛВМ для определения значимости элементов учебной программы. Показатели значимости и вкладов (положительных и отрицательных) всех элементов в обеспечение общей вероятностной характеристики исследуемой системы точно пока-

зывают, на сколько может изменение параметра каждого элемента изменить значение общей вероятностной характеристики всей исследуемой системы в целом. Значимости и вклады являются мощными оптимизационными показателями, на основе которых можно решать многие задачи оптимизации и синтеза, выработки и обоснования системных управленческих решений.

В большинстве работ (Белкин ЕЛ., Верхола А.Г1., Жуковская З.Д., Кочкин H.H., Хоанг М.Ч. и др.), главным образом, значимости учебных дисциплин рассматриваются с точки зрения наибольшего использования в теории других курсов. Наиболее часто встречающаяся тема или тема, которая является узловой и входит в структуру учебного предмета как неотъемлемый элемент, обладает наибольшей значимостью.

В теории ЛВМ определение значимости элемента базируется на понятии "слабого звена " системы.

Во второй главе диссертации — "Опытно-экспериментальное исследование возможностей логико-вероятностного метода для обоснования содержания учебного предмета" представлена методика проведения исследования, определены психолого-педагогические условия реализации модели ЛВМ, показана технология использования ЛВМ для определения значимости элементов учебных программ на примере курса электротехники в педагогических университетах для студентов инженерно-педагогического и физико-математического факультетов, приведен обобщенный анализ опытно-зкепериментального обучения по созданной программе.

Основные этапы ЛВМ характеризуют технологическую последовательность действий по построению и использованию этого класса математических моделей системы. Их совокупность и последовательность могут быть представлены следующим континуумом:

1. Исходная постановка и формализация задачи моделирования системы.

1.1. Построение структурной схемы исследуемой системы, задаваемой в форме, которая обеспечивает учет логических связей между элемен та-

ми и последующий формальный переход к логической функции работоспособности системы.

1.2. Задание исследуемого режима работы системы, которому должна точно соответствовать формируемая математическая модель, рассчитываемая на основе законов алгебры логики.

1.5. Задание числовых значений вероятностных параметров Р, элементов системы.

2. Построение логической функции работоспособности (осуществляется автоматически на ПК АСМ).

3. Построение вероятностной функции работоспособности (осуществляется автоматически ira ПК АСМ).

4. Выполнение расчетов системных есроятностных.характеристик.

При задании структурно-логической модели обучения по электротехническому направлению осуществляется учет связей курса электротехники с другими учебными дисциплинами, изучаемыми я вузе, что определяет профессиональную направленность формируемой программы. Логико-вероятностному анализу подвергались два варианта учебных программ по электротехнике: существующая и опытно-экспериментальная. Содержание опытно-экспериментальной программы формировалось по итогам экспертного опроса преподавателей электротехнических кафедр педагогических вузов я при помощи моделирования, проведенного на основе ЛВМ.

На рис. 2 представлена сформированная по итогам моделирования программа по электротехнике для студентов ИПФ по специальности 03.05.00 "Профессиональное образование" специализации 03.05.07 "Технология и оборудование механосборочного производства". Вершины 1-15 являются головными и представляют собой темы электротехники, включенные з формируемую программу. Вершины 14-24 характеризуют предметы учебного плана, при изучении которых используются знания по выделенным темам электротехники.

—- и

X л \ .-'л^/к

Г"—А / \ 7 |

•.22...

® \ ; \ - $ !

Су

- / и'

"

1 I! ; /

К н им относятся

"Промышленная электроника", "Транспортные средства (автомобиль)", "Охрана труда" и др.

Знания, приобретаемые выпускником ИПФ в результате профессиональной подготовки, можно условно разделить на две 1руппы: гуманитарную и техническую. Математическая модель выходной ин-тегративной функции для

Рис. 2. Схема функциональной целостности содержания обучения по электротехнике для студентов ИПФ.

технической группы дисциплин представлена в виде формулы: У = У + У + У

1 тел 1 мех 1 тгхн 1 ъч у

где - курсы, формирующие у молодого специалиста знания и навыки механика (вершина 27); Ута,юл - курсы, обеспечивающие специалиста знаниями технолога (вершина 26).;

Уг, - курсы, дающие электрорадиотехническую часть знаний выпускника (вершина 24).

Вероятностный параметр /', характеризует вероятность свершения события, т.е. вероятность получения студентами полного объема знаний по каждому элементу учебной программы. Величина этого параметра рассчитывается на основании учета посещаемости студентами аудиторных занятий, а также по итогам самостоятельного изучения тем, не освещаемых в аудиторное время.

п. + л, п. • и, где и/ - число студентов, посещающих занятия;

г;

П2 - число студентов, изучивших самостоятельный материал не ниже, чем на "хороиго";

N - общее число студентов по списку фупны.

Качество усвоения учебной информации учитывается при задания показателя идеальной эффективности системы £„, который характеризует эффективность работы всей системы п целом яри достоверном ее функционировании только в заданном состоянии.

Расчеты показывают, что среди выходных элементов - 25, 26 и 27 наибольшей значимостью обладает элемент 25, что подтверждает актуальность совершенствования учебных программ с точки зрения электрорадиотехнической направленности, а также методов преподавания курса электротехники. Сравнительный анализ полученных системных расчетов по двум вариантам программ показал, что показатель реальной эффективности опытно-экспериментальной программы 1УЗ стала выше на 10 %; изучение раздела "Основы электропривода" в рамках отдельной учебной дисциплины дает увеличение эффективности выходной интегратнвной функции на 5, 7 % ; общий уровень показателей значимости выделенных тем снизился в среднем от 20 до 50 %, что говорит о повышения надежности элементов (тем электротехники), входящих в программу. Анализ значений положительных и отрицательных вкладов элементов показывает, что наибольшими показателями обоих видоз вкладов обладают темы с наибольшей значимостью. Следовательно, "ослабление" или "усиление" качества преподавания этих тем внесет максимальные изменения п надежную работу общей системы обучения.

В процессе исследования наиболее значимые темы были подвержены всестороннему ан.шизу с точки зрения выбора типа занятий, методики преподавания, а также методического обеспечения учебного процесса. На рис. 3 показана гистопзамма показателей значимости тем курса электротехники для студентов инженерно-педагогического факультета.

14 « * 12 § & -Ю

о с «2 а

о § 4

С сп ^

о

ЕЛ 10

П Ш

Н ч

Ч- со «> П со «"> <л Гт1 И т

6 т, М « ^ та « - « М И Я

^ г-ч. .:-] N I . ЦО СО - ,(■ о Г- 1-1 „

СО |

„, П; ь- 8 ? » 8 ? Й * к Е Ь

12345С739 10 11 12 13 15 25 25 27 Номера элементов

Рис. 3. Показатели значимости тем курса электротехники для студентов НПФ В главе проведен расчет показателей значимости тем курса электротехники для студентов, обучающихся по специальности "Учитель физики и информатики". Разбиение приобретаемых студентами знаний на две группы - гуманитарную и естественно-научную является вполне лог ичным. Естественно-научную составляющую знаний студентов образуют два профилирующих направления - физика и информатика. Математическая модель выходной интегратисной функции физической направленности рассчитывается по формуле

^гг.сор ^ пракгт- 1

где Утгор - теоретико-проектная (или научная) подготовка студентов;

Упракт. - практическая подготовка студентов. Анализируя показатели значимости выходных вершин "теоретическая подготовка" и "практические умения", можно констатировать приблизительное равенство параметров значимости. Сравнивая полученные программы по электротехнике для студентов ИПФ и ФМФ следует отметить отличие в выборе наиболее значимых тем. В главе приводится расчет показателей значимости курса общей физики для студентов ИПФ на основе ЛВМ, что подтверждает возможность использования этого метода для обоснования выбора содержания обучения по различным предметам вузовской программы.

В диссертации представлены профаммы опытно-эксиериментальных занятий, на которых происходит закрепление лекционного материала путем изучения методик решения задач, проектирования простейших электронных устройств и схем, проводится контроль полученных знаний через систему тестов, ряд контрольных заданий. Преподавание электротехники на основе системного подхода позволило сформировать у студентов систему электротехнических понятий, законов и методов решения задач различного уровня сложности.

В проведении обучающего эксперимента принимали участие 120 студентов дневного и 45 студентов заочного отделения ИПФ, 116 студентов ФМФ. Наполнение контрольных и экспериментальных ipynn осуществлялось по принципу одинакового исходного уровня подготовки студентов. Контроль знаний проводился в три этапа: в начале обучающего эксперимента (I период), в середине (II период) и в конце (III период) эксперимента. Сравнение результатов осуществлялось внутри выбранных ipynn, а также с контрольными группами потока. Общая подготовленность студентов экспериментальных групп по сравнению с контрольными после завершения обучения повысилась, благодаря формированию у студентов знаний на основе обобщенных представлений электротехнической теории. В гистограмме, приведенной ниже, (рис. 4) представлены общие результаты контрольных срезов, проводимых на ИПФ в ходе проведения эксперимен-

Рис. 4. Гистограмма уровня электротехнической подготовленности

? 50 т----------

зкепрр. Низкий уровень

ravrp. stenep. KCHip. oxr.r.pp. контр. Средний Высссий

урозеиь уровень

студентов ИПФ в течении эксперимента

По диаграмме видно, что изменения по низкому уровню сформиро-ванпости электротехнических знаний в экспериментальных труппах соста-ннлн 13 %, по среднему уровню - 17 %, по высокому уровню - 10 %. Статистическая обработка данных по критерию Лббе показала наличие тенденции к повышению процента успеваемости. Дисперсионный анализ был применен для проверки гипотезы о преимуществе нового способа преподавания перед традиционным. Гипотеза была принята при уровне значимости а - 0,05.

В приложениях находится материал с исходными файлами для расчета, результаты автоматизированного моделирования, программы опытно-экспериментальных занятий по ■электротехнике.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ВЫВОДЫ

В результате проведенного исследования были получены следующие результаты и сделаны выводы:

1. Анализ методологических и теоретических основ построения содержания учебных предметов, методов отбора содержания обучения и методов определения значимости элементов учебных программ показал актуальность поиска новых методов формирования содержания обучения на основе сочетания методов дидактики, математической статистики и теории вероятностей, к которым откосится ЛВМ.

2. Доказана правомерность применения ЛВМ для определения значимости элементов учебных программ. Проведено обоснование снятия теоретических и структурных ограничений, таких как бинарность, монотонность, статичность исследуемой модели, событийно-логический подход при построении структурной схемы. Научно обоснован выбор исходных данных для расчета показателей значимости и вкладов элементов системы. Определение понятия значимости элемента учебной программы с точки зрения слабого звена в работе системы является абсолютной новизной ис-

следования. Проведено обоснование экстраполяции данного метода на различные учебные дисциплины вузовской программы.

3. Представлена технология применения ЛВМ для определения значимости элементов и моделирования учебных программ па примере курса электротехники лгедагогического вуза для студентов Г-ШФ и ФМФ. Отмечены отличия D' выборе наиболее значимых тем для названных специальностей.

4. Сформирована и апробирована учебная программа по эпектротех-нике для студентов ИПФ, основанная на моделировании и принципах систематизации и обобщении знаний, проведен анализ результатов олытно-эксисрименталыгого обучения студентов ИПФ.

5. Выполнена статистическая обработка результатов эксперимента проводилась на основании методов математической статистики (Спирме-на, Аббе, дисперсионного анализа Кендалла, Пирсона). Итоги обучения показали эффективность смоделированной учебной программы. Статистические гипотезы, выдвинутые при решении каждой конкретной задачи, были обоснованно приняты или отвергнуты.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

!. Фундамептализация высшего образования // "Вопросы методики профессионального образования": Сб.науч.тр. — Самара: С ГПУ, 1997. - С. 195 - 19S.

2. Анализ существующих методов планирования учебного процесса /'/' "Вопросы методики профессионального образования": СО. науч. тр. - Самара: СГПУ, 1997. - С. 198 - 201.

3. Методика опредетения содержания профессионального образования как способ повышения качества образования // "Проблемы качества в инновационных системах профессионального образования": Сб. науч. тр. -Тольятти: ТолПИ, 1999. С. 153 - 158.

4. К вопросу о системе высшего образования // "Наука, техника, образование г. Тольятти и волжского региона": Сб. науч. тр. Часть 1 - Тольятти: ТолПИ, 1999. С. 158-161.

5. "Сборник задач по электротехнике". Тольятти: ТФВИТУ, 1999. -(3,1 н.л./5,5 П-л.) в соавторстве.

6. Применение логико-вероятностного метода для решения педагогических задач // "Наука, техника, образование г. Тольятти и волжского региона": Сб. науч. тр., Часть 3. - Тольятти: ТолПИ, 2000. - С. 163 - 164.

7. Педагогическое образование к современном обществе // "Наука, техника, образование г. Тольятти и волжского региона"': Сб. науч. тр., Часть 3 - Тольятти: ТолПИ, 2000. - С. 165.