Влияние адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов на усвоение учебного материала студентами вуза

Щедрина, Елена Владимировна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Влияние адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов на усвоение учебного материала студентами вуза

Автореферат

Автор научной работы: Щедрина, Елена Владимировна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2013
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Влияние адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов на усвоение учебного материала студентами вуза"

На правах рукописи

ЩЕДРИНА Елена Владимировна

ВЛИЯНИЕ АДАПТИВНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ СЕТЕВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НА УСВОЕНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА СТУДЕНТАМИ ВУЗА

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва-2013

Работа выполнена не кафедре педагогики и психологии

ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

Научный руководитель - кандидат педагогических наук, доцент

Михайленко Олег Анатольевич

Официальные оппоненты: Козлов Олег Александрович -

доктор педагогических наук, профессор, ФГНУ «Институт информатизации образования» Российской академии образования, заместитель директора по общим вопросам и инновациям;

Судник Юрий Александрович -доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина», заведующий кафедрой «Информационно-управляющие системы»

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная

Защита состоится 21 марта 2013 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.04 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» (ФГБОУ ВПО МГАУ) по адресу: 127550, г. Москва, Лиственничная ал., 16а, к. 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГАУ.

Автореферат разослан «19» февраля 2013 г.

Ученый секретарь

технологическая академия»

диссертационного совета

Назарова Людмила Ивановна

РОССИЙСКАЯ

«Г

2013

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Активное применение в высшем профессиональном образовании информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) и электронных образовательных ресурсов (ЭОР) неизбежно трансформирует образовательную среду учебного заведения в среду высокотехнологичную с совершенно новыми дидактическими возможностями, которые позволяют по-новому и более эффективно решать важные задачи личностно ориентированного формирования компетенций выпускников в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта третьего поколения. Одним из направлений в решении этой задачи является развитие дидактических средств обучения, таких как электронные образовательные ресурсы.

Исходя из содержания Национальной доктрины образования в России до 2025 г. (где в качестве основных задач определены развитие дистанционного обучения, применение информационных технологий и создание условий для индивидуализации образования), на смену традиционным электронным ресурсам должны прийти более совершенные, с встроенным адаптивным и нелинейным механизмом управления процессом усвоения учебного материала, способные подстраиваться под меняющиеся внешние и внутренние условия обучения студента. На практике в качестве основного ЭОР получили распространение сетевые электронные учебно-методические комплексы (ЭУМК).

Наличие адаптивных функций у ЭУМК является обязательным, так как доля самостоятельной работы студентов с такими ресурсами увеличивается, а следовательно, возрастает потребность опосредованного (без активного воздействия педагога) управления процессом усвоения учебного материала с помощью соответствующего программного и дидактического алгоритма.

В соответствии с требованиями общей теории обучения и теории управления, основным механизмом адаптации в учебной работе студента с ЭУМК должны выступать адаптивные тесты как основной инструмент педагогических измерений в компьютерной среде. Однако исследований применения адаптивного тестирования сетевых ЭУМК в информационно-коммуникационной образовательной среде (ИКОС) как средства управления усвоением учебного материала в автоматическом режиме еще недостаточно для того, чтобы рекомендовать такой опыт к использованию при подготовке студентов. В связи с этим представляется актуальным исследование влияния адаптивного тестирования сетевых ЭУМК на усвоение учебного материала студентами вуза.

единого образовательного пространства (Л.И. Анцыферова, В.И. Богословский, Г.А. Бордовский, С.М. Вишняков, В.А. Извозчиков, В.А. Касторнова, К.П. Козлов, В.А. Козырев, В .В. Лаптев, А.К. Маркова, Ю.А. Прозорова, Ю.А. Судник, А.П. Тряпицына, P.P. Фокин и др.).

Результаты исследований технологий личностно ориентированного образования (Е.В. Бондаревская, Э.Ф. Зеер, В.В. Сериков, И.С. Якиманская и др.) нашли применение при реализации нелинейных технологий обучения в условиях информатизации (Н.И. Пак, C.B. Панюкова, В.Л. Латышев и др.).

Разработанные методики создания и использования ЭУМК в учебном процессе высшей школы раскрываются в научно-исследовательских публикациях Л.Л. Босовой, В.П. Демкина, Е.В. Ефимовой, Л.Х. Зайнутдиновой, Т.А. Королевич, Н.Ю. Королевой, O.A. Михайленко, Г.В. Можаевой, A.B. Осина, A.A. Приборович, Е.В. Ширшова и других работах, являющихся базой для осмысления методических аспектов исследуемой проблемы.

Современная теория применения адаптивного тестирования в адаптивном обучении и контроле учебных достижений разработана достаточно глубоко в научных и учебно-методических работах многих авторов.

Классификация тестовых заданий, определение уровней усвоения учебного материала, ранжирование тестовых заданий по уровням усвоения исследовались в работах В.П. Беспалько, В.И. Васильева, А.Г. Войтова, В.В. Глухова, Т.И. Тягуновой, М.Б. Челышковой и др.

Вопросы применимости адаптивного тестирования в образовании к личностным особенностям студентов с целью контроля достижений студентов раскрывают А.И. Бобков, С.Б. Далматов, Г.В. Преснякова, Н.М. Румянцева, E.H. Рябинова, Г.В. Шашин и др.

Несмотря на глубину проработки проблемы управления усвоением учебного материала на основе адаптивных тестов, утвердившаяся в педагогике идея применения адаптивного тестирования в обучении не нашла достаточного отражения в теории и практике построения адаптивных сетевых ЭУМК в условиях активного применения ИКОС. В частности, в исследованиях не рассматривается применение адаптивного тестирования сетевых ЭУМК как внедренного структурного компонента в модули теоретического материала, позволяющего управлять образовательной траекторией студентов с учетом сформированных достижений на этапе усвоения учебного материала. Это подтверждает проведенный в рамках констатирующего этапа исследования анализ сетевых ЭУМК ведущих вузов России. Кроме того, рассмотренные сетевые комплексы имеют преимущественно линейную структуру и не предусматривают вариативность обучения в режиме реального времени, а адаптивные тестовые модули применяются исключительно для оценки знаний студентов на завершающих этапах при текущем, рубежном и итоговом контроле усвоения учебного материала.

стороны, и неразработанностью дидактических условий применения адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов для этих целей, с другой стороны. Анализ указанного противоречия позволяет выделить проблему исследования, которая заключается в определении дидактических условий эффективного применения адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов и исследовании его влияния на усвоение учебного материала студентами вуза.

Содержание проблемы определило выбор темы исследования «Влияние адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов на усвоение учебного материала студентами вуза».

Объект исследования - адаптивное тестирование сетевых ЭУМК.

Предмет исследования - влияние адаптивного тестирования на усвоение учебного материала студентами вуза при использовании сетевых ЭУМК.

Цель исследования - разработать дидактическую модель адаптивного тестирования в сетевых ЭУМК, обеспечивающую эффективное усвоение учебного материала студентами вуза.

Гипотеза исследования состоит в том, что применение адаптивного тестирования сетевых ЭУМК в ИКОС будет способствовать более эффективному усвоению учебного материала студентами вуза, если:

• обучение в ИКОС осуществляется в соответствии с дидактической моделью индивидуализации учебной деятельности на основе адаптивного тестирования ЭУМК, представляющей собой объединение отдельных элементов учебного содержания в электронную обучающую систему, обеспечивающую заданные параметры их усвоения; .

• в дидактической модели выбор траектории обучения обеспечивается взаимодействием адаптивных тестов и условно декомпозированных дидактических единиц, с учетом приращения учебных достижений и личностных способностей обучающихся.

Задачи исследования

1. Провести анализ теоретических основ применения адаптивного тестирования сетевых ЭУМК в учебном процессе вуза.

2. Разработать дидактическую модель и методику индивидуализации обучения в ИКОС на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК.

3. Разработать дидактический алгоритм выбора образовательной траектории в адаптивных сетевых ЭУМК с учетом достижений обучающихся.

4. Проверить опытно-экспериментальным путем гипотезу исследования; проанализировать, интерпретировать полученные результаты и оценить влияние адаптивного тестирования сетевых ЭУМК на усвоение учебного материала студентами вуза.

Теоретико-методологическая основа исследования: теория адаптивного тестирования (В.И. Васильев, Е.З. Власова, Н.М. Опарина, Н.М. Румянцева, C.B. Тархов, Т.И. Тягунова, М.Б. Мельникова и др.); теория тестологии и педагогической квалиметрии (B.C. Аванесов, А.Г. Войтов, Н.Ф. Ефремова и др.);

теория качества образования (В.А. Качалов, М.М. Поташник, М.Б. Челышкова, В.Д. Шадриков и др.); теории информатизации образования (Б.С. Гершунскнй, И.В. Роберт, И.А. Румянцев и др.); теория педагогических технологий (В.П. Бес-палько, П.А. Силайчев, Г.Н. Стайнов и др.); теория и методика профессионального образования (В.П. Косырев, П.Ф. Кубрушко, B.C. Леднев, A.M. Новиков, Г.М. Романцев, Е.В. Ткаченко, В.А. Федоров и др.); дидактические основы дистанционного обучения (A.A. Андреев, A.M. Анисимов, Г.А. Бардовский, В.А. Извозчиков, В.П. Кашицин, В.Б. Моисеев, В.И. Овсянников, В.И. Солдаткин и др.).

Методы исследования: анализ научно-методической литературы по проблеме исследования, нормативных документов и законодательных актов Минобрнауки РФ, педагогическое наблюдение, педагогический эксперимент, тестирование, анкетирование, статистические методы обработки результатов исследования.

Экспериментальная база исследования. Исследовательская работа была проведена на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» и НОУ ВПО «Столичный гуманитарно-экономический институт». В качестве информационно-коммуникационной образовательной среды в исследовании использован учебно-методический образовательный портал http.y/elms.msau.ru/и http://www.sp-ei.ru/. В педагогическом эксперименте приняли участие преподаватели университета (в качестве экспертов - 5 человек) и студенты 1-х курсов -150 человек.

Этапы исследования. Исследование проводилось в три этапа.

Первый этап (2008-2009 гг.): анализ научно-педагогической литературы, диссертационных исследований, документальных материалов по теории и практике применения сетевых ЭУМК и адаптивного тестирования для улучшения усвоения учебного материала в высшем профессиональном образовании; формулировка цели, гипотезы и задач исследования.

Второй этап (2009-2010 гг.): разработка дидактической модели и методики индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК; построение блок-схемы алгоритма выбора образовательной траектории с учетом достижений обучающихся в адаптивном сетевом ЭУМК.

Третий этап (2010-2012 гг.): апробация, корректировка разработанной методики обучения, организация педагогического эксперимента, обработка и интерпретация его результатов, формулирование выводов, определение перспектив развития исследования.

Научная новизна результатов исследования заключается в том, что:

• исследованы дидактические возможности адаптивного тестирования в составе сетевых ЭУМК в условиях ИКОС с целью улучшения усвоения учебного материала студентами вуза;

• разработана дидактическая модель индивидуализации учебной деятельности на основе адаптивного тестирования, представляющая собой объединение отдельных элементов учебного содержания в электронную обучающую систему, обеспечивающую заданные параметры их усвоения;

• разработан и реализован в дидактической модели индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования дидактический алгоритм выбора образовательной траектории с учетом текущих учебных достижений и личностных особенностей обучающихся;

• выявлены преимущества обучения на основе адаптивного тестирования в ИКОС и доказана целесообразность его применения в учебном процессе с целью повышения уровня усвоения учебного материала студентами вуза.

Теоретическая значимость исследования определяется тем, что:

• теоретически обоснованы возможности использования адаптивного тестирования ЭУМК как инструмента управления образовательной траекторией студентов;

• определены условия проектирования и эффективного использования адаптивных тестов в составе сетевых ЭУМК;

• уточнено содержание понятий «адаптивный сетевой ЭУМК», «дидактическая модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования в ИКОС».

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

• разработанная модель и методика индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК может быть эффективно применена для создания ресурсов по различным дисциплинам ООП ВПО для различных (очной, заочной и вечерней) форм обучения;

• применение в учебном процессе разработанного адаптивного сетевого ЭУМК на примере дисциплины «Информатика» позволило повысить эффективность обучения студентов через учебно-методический образовательный портал Московского государственного агроинженерного университета имени В.П. Горячкина, доступного по адресу http://elms.msau.ru/. и Столичного гуманитарно-экономического института http://www.sg-ei.ru/.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются методологической аргументированностью исходных теоретических положений, целостным подходом к решению поставленной проблемы, длительным периодом изучения педагогической практики, репрезентативностью экспериментальной базы, корректностью статистической обработки эмпирических данных.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Дидактическая модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования представляет собой соединение отдельных элементов образовательной системы в определенную конфигурацию, обеспечивающую заданные параметры усвоения учебного материала и функционирующую на основе законов управления системами с отрицательной обратной связью.

основе дидактического алгоритма с учетом приращения учебных достижений и личностных способностей обучающихся.

3. Адаптивный сетевой ЭУМК, реализуемый в ИКОС, обеспечивает организацию обратной связи, позволяющую изменять в автоматическом режиме по заданному алгоритму выбор образовательной траектории студента с учетом сформированных достижений и личностных особенностей, устранять пробелы в формируемой системе профессиональных компетенций и оптимизировать время усвоения учебного материала.

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на ежегодной международной научной сессии «Инновационные проекты в области агроинженерии» ФГОУ ВПО МГАУ (Москва, 2011); международной научно-практической интернет-конференции «Современные проблемы информатизации профессионального образования (Москва, 2012)»; международной научно-практической конференции «Информатизация образования - 2012» (Орел, 2012); международной молодежной конференции «Актуальные проблемы информационных технологий в агропромышленном комплексе» (Москва, 2012); международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития профессионального образования» в рамках международной научной сессии (МНС-12) «Инновационные проекты в области агроинженерии» (Москва, 2012).

Внедрение результатов исследования. Разработанная методика формирования адаптивного сетевого ЭУМК применяется в учебном процессе ФГБОУ ВПО МГАУ для обучения студентов очной, заочной форм обучения инженерно-педагогического факультета и факультета заочного образования - направление подготовки 230400 «Информационные системы и технологии» профиль «Информационные технологии в образовании» (квалификация выпускника -бакалавр), направление подготовки 051000 «Профессиональное обучение (по отраслям)» (квалификация выпускника - бакалавр); факультета процессы и машины в агробизнесе - направление подготовки 190600 «Эксплуатация транспортных и технологических машин и комплексов» профиль «Автомобили и автомобильное хозяйство» (квалификация выпускника - бакалавр); ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет культуры и искусств» в институте информационных коммуникаций и библиотек; НОУ ВПО «Столичный гуманитарно-экономический институт», направление подготовки бакалавров «Экономика».

Стру1сгура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и 10 приложений; содержит 7 таблиц и 39 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования; определяются объект, предмет, цель исследования; формулируются гипотеза и задачи исследования; раскрываются теоретико-методологические основы и методы исследования; характеризуются новизна, теоретическая и практическая значи-

мосгь работы; содержатся сведения об экспериментальной базе исследования, его этапах, апробации работы и внедрении результатов в практику; формулируются положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретические основы адаптивного тестирования сетевых ЭУМК» проведен теоретический анализ понятий «адаптивность» и «адаптация» в научно-педагогической литературе; выделены их наиболее существенные и универсальные характеристики как для процессов в природе, технике, так и в социальной среде и образовании; рассмотрены дидактические возможности ИКОС как среды реализации адаптивного обучения; определены преимущества адаптивного обучения по сравнению с традиционными подходами.

Анализ динамики педагогических исследований явно обнаруживает интерес ученых к вопросам адаптивности и адаптации, а также возможности применения связанных с ними технологий с целью контроля учебных достижений обучающихся с учетом личностно ориентированной составляющей в условиях активного применения компьютерных технологий.

В 1970-е гг. начинает набирать популярность Item Response Theory (IRT) - современная теория конструирования тестов, развитием которой активно занимались JI. Гутгман, J1.P. Такер, Д.Н. Лоули, П.Ф. Лазарсфельд, Ф.М. Лорд, М.Р. Новик, Дж. Раш, А. Бирнбаум и др. Исследования этих авторов способствовали развитию современной теории адаптивного тестирования, но в силу недостаточного развития компьютерных технологий в то время не нашли должного применения на практике.

В отечественных и зарубежных научных работах по данной проблематике еще слабо представлены вопросы классификации адаптивного тестирования, его функции, теоретические вопросы адаптивного обучения и адаптивного тестового контроля. В работах многих ученых-педагогов (Г.В. Абрамян, B.C. Аванесов, С.С. Волкова, В.Т. Горбачев, A.A. Малыгин, Н.Т. Минко, В.И. Нардюжев, E.H. Румянцева, Р.В. Терюха, Д.А. Ульянов, М.Б. Мельникова, А.Г. Шмелев, В.А. Шухардина и др.) адаптивное тестирование рассматривается только лишь как инструмент измерения эффективности обучения на основе современной теории тестов, его результативности, измерения качества обучения по итоговым тестовым баллам с учетом личностных особенностей испытуемых, а не как часть адаптивной системы автоматического управления обучением по индивидуальным образовательным траекториям.

В последние годы усилился интерес ученых к проблемам совершенствования контроля качества обучения на основе аппарата тестирования и теории педагогических измерений, что становится особенно актуальным в условиях смены образовательных парадигм и формирования единой образовательной среды (B.C. Аванесов, А. Анастази, А.Г. Войтов, Н.Ф. Ефремова, E.H. Перевоз-чикова, М.Б. Челышкова и др.).

Технологически процесс обучения можно рассмотреть с позиции общей теории управления как замкнутую систему управления с обратной связью. Согласно механизму управления обучением, в первом контуре саморегуляции

прямая связь предполагает взаимодействие педагога и студента с использованием специальных средств, которыми в сложившихся условиях могут быть ЭУМК по изучаемым дисциплинам, реализованные в ИКОС. Обратная связь возможна через специальные устройства контроля, например, заранее созданные адаптивные тесты в составе сетевых курсов, контрольные работы. Оценка формирует сигнал ошибки, который должен минимизироваться в процессе обучения. В случае превышения порогового значения ошибки происходит повторное прохождение цикла обучения и контроля, а в противном случае - изучение нового материала.

Таким образом, ключевой целью образовательного процесса в ИКОС является создание условий для достижения заранее определенного уровня развития личности обучающегося в процессе взаимодействия структурных компонентов системы управления обучением. В этой связи адаптивный сетевой ЭУМК в ИКОС с точки зрения теории управления можно рассматривать как самоорганизующуюся систему управления образовательным процессом с нелинейным поведением вблизи точек неустойчивого развития, за которые можно принять измерение уровня усвоения учебного материала на основе адаптивного тестирования.

Во второй главе «Дидактическая модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК» произведено построение дидактической модели и методики индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК; описание в виде блок-схемы алгоритма выбора образовательной траектории с учетом достижений обучающихся в адаптивном сетевом ЭУМК.

Дидактическую модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования предлагается рассматривать как модель педагогической системы обучения в ИКОС, представляющую собой соединение отдельных элементов образовательной системы в определенную конфигурацию, обеспечивающую заданные параметры качества, и функционирующую на основе законов управления системами с отрицательной обратной связью (Р.Х. Бишоп, Р.К. Дорф, А.И. Егоров, Е.А. Солодова и др.).

Дидактическая модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования отражает механизм управления деятельностью студента таким образом, что обнаружение с помощью адаптивных тестов отклонений качества усвоения от идеального желаемого значения, предписанного целью обучения, вызывает появление управляющего воздействия со стороны структурного компонента сетевого ЭУМК, представленного в виде алгоритма выбора образовательной траектории, направленного в сторону возвращения объекта управления к идеальному состоянию.

Применительно к рассматриваемой дидактической модели обучение представляет собой динамический процесс, который можно описать дифференциальным уравнением с запаздывающим аргументом, в котором в качестве па-

раметра порядка, управляющего параметра выступает качество обучения (Е.А. Солодова):

*@+кЫ'-г('))=ь(<), (1)

где x(t)~ разность между количеством информации, переданной к усвоению, и информацией, усвоенной обучающимся;

Н')~ количественная мера потока входной информации (бит/с), получаемой обучающимся;

*(/)-коэффициент восприятия учебной информации обучающимся (1/с);

время запаздывания в восприятии входной обучающей информации (с).

Важно, что для данного исследования такое математическое описание модели предоставляет возможности для оценки эффективности применения адаптивных сетевых ЭУМК в составе ИКОС по сравнению с неадаптивными.

Для визуального представления технологии адаптивного обучения в информационно-коммуникационной образовательной среде произведено моделирование на унифицированном языке объектно-ориентированного моделирования UML (англ. Unified Modeling Language), который позволяет строить концептуальные, логические, графические модели сложных систем различного целевого назначения. Произведено сравнение структуры адаптивного и неадаптивного сетевого ЭУМК.

Традиционный сетевой электронный учебно-методический комплекс, не предусматривающий в автоматическом режиме выбор образовательной траектории, состоит из: инструктивного блока, информационного блока (системы информационного наполнения ресурса), контрольного блока (механизма тестирования и оценки), коммуникативного блока (системы интерактивного преподавания), связанных воедино управляющей программно-аппаратной средой (рис.1).

Рис. 1. Структура веадмттвввого сетевого ЭУМК Каждый из блоков решает заранее определенный круг задач:

• Инструктивный блок - в нем должны быть решены задачи описания целей курса и организационные стороны его изучения.

• Информационный блок - представляет определенным образом структурированную учебную информацию.

• Коммуникативный блок - решает задачи дидактического общения с использованием телеконференций, электронной почты.

• Контрольный блок - выполняет функцию проверки хода и результатов теоретического и практического усвоения слушателями учебного материала.

В адаптивном сетевом электронном учебно-методическом комплексе на уровне усвоения теоретического материала учебных модулей происходит объединение информационного и контрольного блоков (рис. 2).

Рис. 2. Структура адаптивного сетевого ЭУМК

При этом дидактические единицы информационного блока и адаптивные тестовые задания контрольного блока взаимодействуют в соответствии с дидактическим алгоритмом выбора образовательной траектории с учетом достижений студентов.

Нелинейность образовательных траекторий в сетевом ЭУМК (рис. 3) обеспечивается алгоритмом выбора образовательной траектории с учетом достижений студентов. В основу алгоритма автором положена методика оценки качества усвоения учебного материала на основе тестирования, а также методика конструирования тестов различного уровня сложности для контроля уровня усвоения опыта, разработанная В.П. Беспалько.

Выбор траектории обучения в ИКОС обеспечивается взаимодействием адаптивных тестов (АТ) и дидактических единиц курса на основе дидактического алгоритма (рис. 4), в зависимости от приращения уровня учебных достижений и личностных способностей, а также двумя уровнями условной декомпозиции дидактических единиц.

Первая декомпозиция позволяет разделить теоретический материал курса на два уровня: ДЕ, - модули курса и ДЕ2 - субмодули, представляющие содержимое ДЕ|

Рис. 3. Схема выбора образовательных траекторий в адаптивном сетевом ЭУМК

Вторая декомпозиция определяет сложность дидактического материала курса: ДЕ| - представление материала из рекомендованных литературных источников, для соответствующего направления подготовки студентов вуза, а также размещение smart-ссылок на безопасные справочные динамические ресурсы сети Internet по изучаемой дидактической единице; ДЕ', - более упрощенное представление учебного материала дидактической единицы, а также представление к изучению материала учебной дисциплины, играющей роль базовой для изучаемой дисциплины; ДЕ"| - представление материала на понятийном уровне.

Согласно схеме выбора образовательных траекторий в адаптивном сетевом ЭУМК, при изучении ДЕ( первого уровня сложности необходимо последовательно изучить ДЕ12 - ДЕ1„, между которыми происходит процедура адаптивного тестирования (AT), позволяющая оценить качество усвоения предыдущей ДЕ и реализовать возможность перехода к следующей ДЕ текущего уровня сложности. Если по результатам обучения не достигнуто желаемое качество усвоения, то организуется переход на более низкий уровень сложности ДЕ'), на котором последовательность действий повторяется. Если при этом уровень усвоения соответствует заданному значению, то обучающийся повторяет цикл обучения на предыдущем высоком уровне сложности, в противном случае переходит на более низкий уровень ДЕ"!, на котором последовательность действий повторяется.

1>1.1<-[!:п1:

1-1. |г|1япк

к-1. krtl.Pl

I ВщОДНОТ Г«СТЧрОМ1Ш# 1

Параметры:

1 - номер модуля адаптивного сетевого ЭУМК разных уровней сложности, в - укпатель на максимальное количество модулей, подлежащих изучению в сетевом ЭУМК; I - номер субмодула, изучение которого предполагается а выбранном модуле адаптивного сетевого ЭУМК; т - указатель на максимальное количество субмодулей, подлежащих изучению в выбранном модуле адаптивного сетевого ЭУМК;

к - номер вопроса адаптивного тестирования; р - указатель на максимальное количество вопросов теста.

Изучение 1-й ДЕ~1

! Изучение ЬйД€'2

^ _ 1-й ДЕ1

| Ответ н* Ц-й

► 1МЮ*ЫИ вопрос

| ¡'йД£'2

да нет Ответ

Рис. 4. Блок-схема дидактического алгоритма выбора образовательной траектории

Проектирование адаптивного сетевого ЭУМК в ИКОС предполагается осуществлять в три последовательных этапа (уровня) - дидактический, логический и физический, каждый из которых имеет содержательный компонент деятельности разработчика, определяющий требования к структуре и содержимому создаваемого курса (рис.5).

ДИДАКТИЧЕСКИМ УРОВЕНЬ

Формулирование целей изучения дидактической единицы (дисциплины, раздела, темы, занятия и пр.). На данном этапе целесообразно составление компетентностной модели обучающегося в выбранном дидактическом поле, ориентирование содержания на требования ГОС и примерной программы общего курса; реализация основных дидактических принципов (распределенности учебного материала, наглядности, визуализации, связи теории и практики и др.)

Отбор и структурирование дидактического материала (выявление источников информации, анализ источников и отбор содержимого в соответствии с целями обучения; ранжирование и дублирование учебной информации по уровням сложности и объему). Составление базы тестовых заданий с учетом требований, предъявляемых к уровню усвоения содержания дидактических единиц (алгоритмический, творческий и др.) и правил построения тестовых заданий.

ЛОГИЧЕСКИИ УРОВЕНЬ

Составление структурно-логической схемы изучения курса в различных уровнях декомпозиции (в целом, выбранного раздела, темы, занятия).

Структурирование учебной информации в соответствии с составленной структурно-логической схемой и с учетом курса (заголовок, аннотация, рабочая программа, теоретические и практические занятия, итоговые тесты, литература, глоссарий и прочее). Определение требуемого качества усвоения учебной информации студентами при изучении сетевого ЭУМК проектируемого дидактического поля в условиях ИКОС (указание исходного уровня качества усвоения перед началом обучения; указание критерия завершенности обучения внутри дидактических единиц разного уровня декомпозиции; определение связей внутри различных уровней декомпозиции дидактических единиц и с содержимым базы тестовых заданий).

ФИЗИЧЕСКИМ УРОВЕНЬ

Выбор аппаратно-программной составляющей для развертывания ИКОС в условиях локального/глобального распределенного информационного ресурса. Выбор инструментальной среды разработки сетевого ЭУМК.

Разработка спроектированного на предыдущих этапах адаптивного сетевого ЭУМК с учетом психофизиологических особенностей человека при эксплуатации им сетевого ЭУМК.

Реализация в структуре сетевого ЭУМК по изучаемой дисциплине (на уровне усвоения отдельных дидактических единиц) алгоритма индивидуализации обучения на основе адаптивных тестов.

Достижение заданного параметра качества усвоения учебного материла и овладение необходимыми компетенциями в процессе использования созданного ЭУМК._

АДАПТИВНЫЙ СЕТЕВОЙ ЭУМК|

Рис. 5. Этапы проектирования адаптивного сетевого ЭУМК

На основе содержания этапов проектирования (рис. 5) и их взаимосвязи была разработана методика построения адаптивных сетевых ЭУМК. Общие методические подходы применения адаптивного сетевого курса в учебном процессе вуза различны для преподавателей и студентов.

Работа преподавателя с адаптивным сетевым электронным учебно-методическим комплексом должна начинаться с анализа результатов работы студентов.

Работа студента с учебным сетевым курсом должна начинаться с обращения к инструктивному блоку в сетевом курсе. При работе с каждым блоком курса методика будет различна.

В третьей главе «Исследование эффективности применения адаптивных сетевых ЭУМК в вузе» приведена методика эксперимента, результаты опытно-экспериментальной работы и анализ полученных данных.

Исследовательская работа была проведена на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячки-на» (МГАУ) для обучения студентов очной, заочной форм обучения инженерно-педагогического факультета и факультета заочного образования - направление подготовки 230400 «Информационные системы и технологии» профиль «Информационные технологии в образовании» (квалификация выпускника -бакалавр), направление подготовки 051000 «Профессиональное обучение (по отраслям)» (квалификация выпускника - бакалавр); факультета процессы и машины в агробизнесе - направление подготовки 190600 «Эксплуатация транспортных и технологических машин и комплексов» профиль «Автомобили и автомобильное хозяйство» (квалификация выпускника - бакалавр); НОУ Столичном гуманитарно-экономического институте (СГЭИ), направление подготовки бакалавров «Экономика».

В качестве предметной области проектирования и формирования адаптивного сетевого электронного учебно-методического комплекса выбрана дисциплина «Информатика», которая является базовой дисциплиной математического и естественно-научного образовательного цикла (Б2) и изучение которой предшествует изучению дисциплин профессионального цикла (БЗ), а также является основополагающей при формировании необходимых общекультурных компетенций в условиях усиления роли информатики, средств ИКТ и информатизации.

На основе ФГОС ВПО третьего поколения были разработаны компетент-ностно-ориентированные рабочие программы учебной дисциплины «Информатика» для соответствующих направлений подготовки. Различия в трудоемкости учебной дисциплины выбранных направлений подготовки не являются ограничением для использования единого сетевого электронного учебно-методического комплекса при подготовке студентов, поскольку внутренние программные механизмы информационно-коммуникационной образовательной среды предоставляют возможности выбора дидактических компонентов курса в том объеме, в котором необходимо их освоить.

В эксперименте приняли участие 150 человек. По результатам исследования была произведена вариативная выборка в 10 человек для наглядного представления и сравнения полученных данных эксперимента.

В качестве ИКОС в исследовании использованы учебно-методические порталы, используемые соискателем в своей практической деятельности http://elms.msau.ru/. http://www.sg-ei.ru/.

Первоначально был проведен констатирующий эксперимент с целью определения начального уровня знаний испытуемых и сформированы две контрольные группы и одна экспериментальная.

С целью исследования эффективности использования адаптивного тестирования в обучении на основе сетевого курса был проведен формирующий эксперимент. В ходе эксперимента у студентов было произведено формирование необходимых знаний на основе применения различных методов обучения. В контрольных группах использовались традиционные методы обучения: репродуктивный, информационно-рецептивный, объяснительно-иллюстративный.

В первой контрольной группе (КГ1) обучение завершалось итоговым тестированием в конце учебного периода с целью определения качества усвоения.

Во второй контрольной группе (КГ2) дополнительно было организовано рубежное тестирование после изучения каждой дидактической единицы с целью повышения качества обучения перед итоговым тестированием.

В экспериментальной группе (ЭГ) обучение было организовано на основе адаптивного сетевого курса «Информатика» на учебно-методических порталах http://elms.msau.ru/. http://www.sg-ei.ni/.B которых реализованы методы информационного ресурса и демонстрационных примеров.

Третьим этапом исследования был контролирующий эксперимент с целью установления достигнутых результатов и их сравнения. Критерием эффективности обучения и, как следствие, показателем качества является итоговый балл, который получают испытуемые в ходе итогового тестирования.

Тестирование в экспериментальной группе было организовано на порталах http://elms.msau.ru/. http://www.sg-ei.ru/. а тестирование контрольных групп организовано в свободно распространяемой тестовой системе MyTestX. Время тестирования для каждой группы - 1 час 30 минут. Количество тестовых заданий - 46.

По результатам контролирующего эксперимента (рис. 6) видно, что уровень успеваемости в экспериментальной группе выше, чем в контрольных группах.

При определении достоверности результата эксперимента была использована методика обработки экспериментальных данных, измеренных в шкале отношений, на основе определения критерия Вилкоксона - Манна - Уитни, в свободно распространяемом программном обеспечении «Статистика в педагогике».

Для количественной оценки завершенности процесса обучения на основе экспериментальных данных была построена таблица 1, в которой представлено количественное соотношение числа человек, завершивших обучение в каждой группе.

123456789 10 Номер испытуемого

Рис. 6. Значение коэффициента усвоения (*■„) по результатам итогового тестирования,%

Анализ средних баллов (рис.7) после окончания эксперимента свидетельствует о завершенности обучения в ЭГ, так как Ка > 0,7.

Рис. 7. Сравнение уровня усвоения учебного материала (средний балл в каждой группе, %)

Таблица 1

Сравнение количественной интерпретации завершенности обучения

Коэффициент усвоения, % Число студентов (%)

Начало эксперимента Окончание эксперимента

КГ1 КГ2 ЭГ КГ1 КГ2 ЭГ

>70 0 0 0 0 30 90

<70 100 100 100 100 70 10

Согласно данным таблицы 1, в экспериментальной группе процесс обучения можно считать завершенным на 90 %, во второй контрольной группе - на 30 %, в первой контрольной группе завершенность обучения не была достигнута (по методике В.П. Беспалько).

Характеристики контрольных групп (КГ1 и КГ2) и экспериментальной группы (ЭГ) до начала эксперимента совпадают с уровнем значимости 0,05 по статистическому критерию Вилкоксона — Манна - Уитни (И'*лэм/7 =0,75<Н/А/, = = 1,96 и Г^зт =0,45<1Г„ = 1,96).

Достоверность различий экспериментальной и контрольных групп после окончания эксперимента по статистическому критерию Вилкоксона - Манна -Уитни равна 95 % (ИгЯПэш =3,36>^„, = 1,96 и 1УКГ2эш = 2,46> IV№ = 1,96).

Расчет критерия показал совпадение характеристик групп до начала эксперимента и их различие после эксперимента, что позволяет сделать вывод о том, что данное различие было достигнуто путем применения экспериментальной методики.

Для сравнения эффективности обучения традиционным способом и обучения с использованием адаптивных электронных учебно-методических комплексов был произведен расчет коэффициента эффективности восприятия обучения в адаптивном сетевом ЭУМК (2) в соответствии с методикой, предложенной Е.А. Солодовой:

где клт - коэффициент восприятия дидактического материала при наличии средств обучения;

- коэффициент восприятия дидактического материала, рассчитанный без средств обучения.

Для определения коэффициента восприятия дидактического материала была использована формула (3):

* = (3)

где - время установления переходного процесса, которое обучающийся затрачивает на изучение фиксированного потока входной информации до момента готовности к тестированию;

- уровень усвоения полученных знаний, определяемый в ходе тестирования и исчисляемый по стобалльной системе.

Результаты сравнения эффективности традиционного подхода в обучении с адаптивным обучением представлены в таблице 2.

Таблица 2

Сравнение эффективности подходов в обучении

Подход в обучении Ти срсднсс время, МИН ки средни» балл. % Квоспр

Традиционное обучение 90 55 0,02

Адаптивное обучение 50 76 0,03

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что применение адаптивного тестирования в составе сетевых ЭУМК усиливает эффект обучения по сравнению с применением традиционной классической схемы обучения. Кроме того, применение адаптивного тестирования в составе сетевых ЭУМК в условиях ИКОС способствует повышению качества усвоения учебного материала, так как значения коэффициента усвоения превосходят пороговое значение 70 % в большинстве выборки только в экспериментальной группе.

Таким образом, анализ полученных результатов свидетельствует о том, что выдвинутая гипотеза верна, а разработанные средства и методы улучшения усвоения знаний студентов на основе адаптивного тестирования в сетевых ЭУМК эффективны.

В заключении диссертации сформулированы следующие выводы.

1. На основании анализа научной и педагогической литературы по теории адаптивного тестирования, квалиметрии, технологии оценки знаний, систем управления, педагогических технологий, профессионального образования, дидактических основ построения ЭУМК определены и обоснованы дидактические возможности адаптивного тестирования в составе сетевых ЭУМК в условиях применения ИКОС с целью улучшения усвоения учебного материала студентами вуза.

2. Дидактическая модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования обеспечивает управление учебной деятельностью студента на основе выявления отклонений уровня усвоения с помощью адаптивных тестов и формирования управляющих воздействий, обеспечивающих индивидуальность образовательной траектории.

3. Разработанный дидактический алгоритм выбора образовательной траектории на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК, отражающий нелинейный характер усвоения учебного содержания, позволяет:

• изменять в автоматическом режиме выбор образовательной траектории студента с учетом текущих достижений и личностных особенностей обучающихся;

• устранять пробелы в формируемой системе знаний.

4. Экспериментально доказано, что педагогическая система обучения в ИКОС, основанная на дидактической модели индивидуализации обучения с применением адаптивного тестирования, оказывает положительное влияние на усвоение учебного материала студентами вуза, которое проявляется:

• в повышении значения коэффициента усвоения по результатам изучения материала дидактических единиц учебных модулей, в которых реализован алгоритм выбора образовательной траектории с учетом учебных достижений обучающихся;

• в создании условий для формирования общекультурных и профессиональных компетенций;

• в оптимизации времени при изучении теоретического материала модулей курса, предоставлении возможности его использования для самоподготовки и более углубленного изучения материала курса.

5. Проведенное исследование не исчерпывает всех аспектов поставленной проблемы. Необходимо продолжить исследование в части разработки адаптив-

ной модели формирования профессиональных компетенций в информационно-коммуникационной образовательной среде.

Основные положения диссертации нашли отражение в следующих публикациях.

Статьи в изданиях по перечню ВАК

1. Щедрина, Е. В. Проблемы подготовки преподавателей вуза к работе в системе дистанционного обучения и пути их решения [Текст] / Е. В. Щедрина // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Вып. 4 (49). Теория и методика профессионального образования : науч. журнал / под ред. П. Ф. Кубрушко. - М. : ФГБОУ ВПО МГАУ,

2011.-С. 92-93.

2. Щедрина, Е. В. Формирование и методика применения сетевого ЭУМК «Информатика» [Текст] / Е. В. Щедрина // Вестник ФГБОУ ВПО МГАУ. Вып. 4 (49). Теория и методика профессионального образования : науч. журнал / под ред. П. Ф. Кубрушко. - М. : ФГБОУ ВПО МГАУ, 2011. - С. 154-175.

3. Щедрина, Е. В. Исследование эффективности применения адаптивных электронных образовательных ресурсов в вузе [Текст] / О. А. Михайленко, Е. В. Щедрина // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. Вып. №2/2012. Педагогика : науч. журнал / под ред. С. С. Петровой. - Самара : Самарская ГСХА, 2012. - С. 168-171.

4. Щедрина, Е. В. Социальная адаптация личности и информатизация общества [Текст] / О. А. Михайленко, Е. В. Щедрина // Вестник ФГБОУ ВПО МГАУ. Вып. 4 (55). Теория и методика профессионального образования : науч. журнал / под ред. П. Ф. Кубрушко. - М. : ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012. - С. 111-113.

Статьи в сборниках научных трудов

5. Щедрина, Е. В. Оценка эффективности применения адаптивного тестирования в сетевых электронных учебно-методических комплексах [Текст] / О. А. Михайленко, Е. В. Щедрина// Информатизация образования - 2012 : материалы междунар. научно-практ. конф. - Орел : Орловский гос. ун-т, 2012. -С. 321-326.

6. Щедрина, Е. В. Адаптивное тестирование как компонент самоорганизующейся системы управления обучением [Текст] / Е. В. Щедрина // Современные проблемы информатизации профессионального образования : материалы междунар. научно-практ. интернет-конференции. - М. : ФГБОУ ВПО МГАУ,

2012.-С. 83-89.

7. Щедрина, Е. В. Сетевой электронный учебно-методический комплекс «Информатика» [Электронный ресурс] / Е.В. Щедрина // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов <Наука и образование^ № 10(41). - 2012. - Режим доступа: http://ofernio.ru/portal/newspaper/ofemio/2012/10.doc

8. Щедрина, Е. В. Сетевой электронный учебно-методический комплекс «Информатика»: свидетельство о регистрации электронного ресурса № 18554 / Е. В. Щедрина. № 50201251238; заявл.18.09.2012 г. ; опубл.03.10.2012 г.

9. Щедрина, Е. В. Сетевой электронный учебно-методический комплекс «Информатика» [Электронный ресурс] / Е. В. Щедрина - Электрон, текст, дан. (395 Mb) - Москва, 2012.-1 электрон, опт. диск (CD-ROM) : цв. ; 12 см. - Систем, требования: IBM PC, 233 MHz ; 128 Mb RAM ; 20 Mb HDD : Windows XP и выше ;

4-скоростной дисковод ; SVGA дисплей ; мышь. - Загл. с контейнера. - Свидет. о гос. per. №50201251238 от 03.10.2012.

Учебно-методические работы

10. Щедрина, Е. В. Курсовая работа по информатике для студентов, обучающихся по специальностям 0500 «Профессиональное обучение» и 230202 «Информационные технологии в образовании»: метод, рекомендации и задания [Текст] / Е. В. Щедрина. - М.: МГАУ, 2010. - 34 с.

11. Щедрина, Е. В. Расчетно-графическая работа по информатике для студентов, обучающихся по специальностям 0500 «Профессиональное обучение» и 230202 «Информационные технологии в образовании» : метод, рекомендации и задания [Текст] / Е. В. Щедрина. - М. : МГАУ, 2010. - 38 с.

12. Щедрина, Е.В. Методические рекомендации и задания для расчетно-графической работы по дисциплине «Сети ЭВМ» [Текст] / Е. В. Щедрина. - М.: МГАУ, 2012.-28 с.

Подписано в печать 15.02.13 Формат 60*84/16. Гарнитура Тайме.

Бумага офсетная. Печать трафаретная. Печ. л. 1,4 Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано в издательском центре ФГБОУ ВПО МГАУ. Тел. (499) 976-02-64

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 58.

1 3 - 2 3 29

2012251052

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Щедрина, Елена Владимировна, 2013 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТИВНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ СЕТЕВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ.

1.1. Адаптивные аспекты обучения в информационно-коммуникационной образовательной среде.

1.2. Анализ исследований дидактических возможностей адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов.

1.3. Критерии оценки эффективности усвоения учебного содержания в ИКОС.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ДИДАКТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИНДИВИДУАЛИЗАЦИИ ОБУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ АДАПТИВНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ СЕТЕВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ.

2.1. Компонентная структура дидактической модели.

2.2. Функциональная структура дидактической модели.

2.3. Дидактический алгоритм выбора образовательной траектории.

2.4. Методика индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК.

2.5. Выбор предметной области учебного содержания адаптивного ЭУМК.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АДАПТИВНЫХ СЕТЕВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ В ВУЗЕ.

3.1. Организация и проведение педагогического эксперимента

3.2. Результаты педагогического эксперимента.

Выводы к главе 3.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Влияние адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов на усвоение учебного материала студентами вуза"

В соответствии с требованиями общей теории обучения и теории управления, основным механизмом адаптации в учебной работе студента с ЭУМК должны выступать адаптивные тесты как основной инструмент педа4 гогических измерений в компьютерной среде. Однако исследований применения адаптивного тестирования сетевых ЭУМК в информационно-коммуникационной образовательной среде (ИКОС) как средства управления усвоением учебного материала в автоматическом режиме еще недостаточно для того, чтобы рекомендовать такой опыт к использованию при подготовке студентов. В связи с этим представляется актуальным исследование влияния адаптивного тестирования сетевых ЭУМК на усвоение учебного материала студентами вуза.

Проблема исследования. Развитие современной теории информатизации образования неразрывно связано с исследованием теоретических основ этого процесса (O.A. Козлов, A.A. Кузнецов, Т.А. Лавина, М.П. Лапчик, B.C. Леднев, В.Л. Матросов, В.А. Поляков, И.В. Роберт и др.), разработкой методологических аспектов применения информационных технологий в образовании (М.И. Беляев, В.М. Вымятин, С.Г. Григорьев, Г.В. Кольцова, В.П. Кулагин, В.В. Найханов, Б.Б. Овезов, В.Г. Юрасов и др.) и изучением теоретических и практических аспектов внедрения информационных технологий и создания единого образовательного пространства (Л.И. Анцыферова, В.И. Богословский, Г.А. Бордовский, С.М. Вишнякова, В.А. Извозчиков, В.А. Касторнова, К.П. Козлов, В.А. Козырев, В.В. Лаптев, А.К. Маркова, Ю.А. Прозорова, Ю.А. Судник, А.П. Тряпицына, P.P. Фокин и др.).

Таким образом, существует противоречие между объективной потребностью в реализации личностно ориентированных адаптивных технологий обучения в информационно-коммуникационной образовательной среде вуза, с одной стороны, и неразработанностью дидактических условий применения адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов для этих целей, с другой стороны. Анализ указанного противоречия позволяет выделить проблему исследования, которая заключается в определении дидактических условий эффективного применения адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов и исследовании его влияния на усвоение учебного материала студентами вуза.

Объект исследования - адаптивное тестирование сетевых ЭУМК.

Задачи исследования

Теоретико-методологическая основа исследования: теория адаптивного тестирования (В.И. Васильев, Е.З. Власова, Н.М. Опарина, Н.М. Румянцева, C.B. Тархов, Т.Н. Тягунова, М.Б. Челышкова и др.); теория тестологии и педагогической квалиметрии (B.C. Аванесов, А.Г. Войтов, Н.Ф. Ефремова и др.); теория качества образования (В.А. Качалов, М.М. Поташник, М.Б. Челышкова, В.Д. Шадриков и др.); теории информатизации образования (Б.С. Гершунский, И.В. Роберт, И.А. Румянцев и др.); теория педагогических технологий (В.П. Беспалько, П.А. Силайчев, Г.Н. Стайнов и др.); теория и методика профессионального образования (В.П. Косырев, П.Ф. Кубрушко, B.C. Леднев,

A.M. Новиков, Г.М. Романцев, Е.В. Ткаченко, В.А. Федоров и др.); дидактические основы дистанционного обучения (A.A. Андреев, A.M. Анисимов, Г.А. Бордовский, В.А. Извозчиков, В.П. Кашицин, В.Б. Моисеев, В.И. Овсянников,

B.И. Солдаткин и др.).

Экспериментальная база исследования. Исследовательская работа была проведена на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» и НОУ ВПО «Столичный гуманитарно-экономический институт». В качестве информационно-коммуникационной образовательной среды в исследовании использован учебно-методический образовательный портал http://elms.msau.ru/H http://www.sg-ei.ru/. В педагогическом эксперименте приняли участие преподаватели университета (в качестве экспертов - 5 человек) и студенты 1-х курсов -150 человек.

Этапы исследования. Исследование проводилось в три этапа.

Второй этап (2009—2010 гг.): разработка дидактической модели и методики индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК; построение блок-схемы алгоритма выбора образовательной траектории с учетом достижений обучающихся в адаптивном сетевом ЭУМК.

Научная новизна результатов исследования заключается в том, что:

Теоретическая значимость исследования определяется тем, что:

• определены условия проектирования и эффективного использования адаптивных тестов в составе сетевых ЭУМК; уточнено содержание понятий «адаптивный сетевой ЭУМК», «дидактическая модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования в ИКОС».

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

• применение в учебном процессе разработанного адаптивного сетевого ЭУМК на примере дисциплины «Информатика» позволило повысить эффективность обучения студентов через учебно-методический образовательный портал Московского государственного агроинженерного университета имени В.П. Горячкина, доступного по адресу http://elms.msau.ru/, и Столичного гуманитарно-экономического института http ://www. sg-ei.ru/.

Основные положения, выносимые на защиту.

2. Выбор траектории обучения в дидактической модели на уровне усвоения отдельных дидактических единиц обеспечивается взаимодействием адаптивных тестов и условно декомпозированных дидактических единиц курса на основе дидактического алгоритма с учетом приращения учебных достижений и личностных способностей обучающихся.

Внедрение результатов исследования. Разработанная методика формирования адаптивного сетевого ЭУМК применяется в учебном процессе ФГБОУ ВПО МГАУ для обучения студентов очной, заочной форм обучения инженерно-педагогического факультета и факультета заочного образования -направление подготовки 230400 «Информационные системы и технологии» профиль «Информационные технологии в образовании» (квалификация выпускника - бакалавр), направление подготовки 051000 «Профессиональное обучение (по отраслям)» (квалификация выпускника - бакалавр); факультета процессы и машины в агробизнесе - направление подготовки 190600 «Эксплуатация транспортных и технологических машин и комплексов» профиль «Автомобили и автомобильное хозяйство» (квалификация выпускника - бакалавр); ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет культуры и искусств» в институте информационных коммуникаций и библиотек; НОУ ВПО «Столичный гуманитарно-экономический институт», направление подготовки бакалавров «Экономика».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и 10 приложений; содержит 7 таблиц и 39 рисунков.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"

Выводы к главе 1

1. Смена образовательной парадигмы, содержание реализуемых в России государственных программ в области образования и активное внедрение информационно-коммуникационных технологий в учебных процесс, обуславливают объективную необходимость развития дидактических средств обучения с целью индивидуализации образовательного процесса и повышения его эффективности в новых условиях.

2. Основным направлением совершенствования образовательного процесса в информационно-коммуникационной образовательной среде вуза должно быть использование дидактических возможностей педагогического тестирования, не только как метода контроля учебных достижений, но и как инструмента управления индивидуальной учебной деятельностью студента и выстраивания вариативных образовательных траекторий.

3. Дидактическим средством повышения управления учебной деятельностью студента в режиме реального времени в информационно-коммуникационной образовательной среде, является диагностическое адаптивное тестирование результатов усвоения каждой дидактической единицы учебного содержания, с созданием условий обеспечения непрерывности и последовательности в усвоении учебного материала.

4. Технологически процесс обучения в информационно-коммуникационной образовательной среде можно рассмотреть с позиции общей теории управления, как замкнутую систему управления с обратной связью, обеспечиваемую через адаптивные тесты в составе сетевых электронных учебно-методических комплексов.

5. Сетевой электронный учебно-методический комплекс в информационно-коммуникационной образовательной среде, с точки зрения теории управления можно рассматривать как самоорганизующуюся систему управления образовательным процессом, с нелинейным поведением вблизи точек неустойчивого состояния (бифуркации), за которые можно принять оценивание уровня усвоения учебного материала на основе адаптивного тестирования.

6. По результатам анализа исследований в качестве критериев оценки эффективности усвоения учебного содержания в информационно-коммуникационной образовательной среде вуза определены:

• время установления переходного процесса, которое обучаемый затрачивает на изучение фиксированного потока входной информации до момента готовности к тестированию (математическая модель адаптивного обучения Е.А. Солодовой);

• уровень усвоения полученных знаний, определяемый в ходе тестирования, и исчисляемый по стобальной шкале (по В.П. Беспалько условие завершенности процесса обучения Кусв > 70% ).

7. Для экспериментальной оценки эффективности обучения традиционным способом, и обучения с использованием современных электронных учебно-методических комплексов в составе информационно-коммуникационной образовательной среды может быть применен коэффициент эффективности восприятия, как отношение коэффициента восприятия при наличии средств обучения к коэффициенту восприятия, рассчитанному без средств обучения.

Глава 2. Дидактическая модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов

На данном этапе будем решать основные задачи исследования связанные с разработкой дидактической модели и методики индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов, которые тесным образом связаны с использованием соответствующего дидактического алгоритма управления образовательной траекторией (учебной работой) студента в адаптивных сетевых ЭУМК.

В контексте данного исследования, дидактическая модель индивидуализации обучения студентов на основе адаптивного тестирования сетевых ЭУМК отражает управляемый программно-аппаратными средствами, без активного воздействия педагога дидактический процесс, реализуемый в режиме реального времени по нелинейным образовательным траекториям с учетом личностных особенностей студентов и выявленных учебных достижений. Индивидуализация обучения в рассматриваемой дидактической модели достигается использованием в составе сетевого ЭУМК дидактического алгоритма выбора образовательной траектории. При этом под адаптивным сетевым ЭУМК понимается учебный программный продукт, функционирующий в условиях информационно-коммуникационной образовательной среды вуза, и обеспечивающий на основе дидактического алгоритма выбора образовательной траектории оптимизацию уровня усвоения учебного содержания и временных затрат [216,217].

Разрабатываемая дидактическая модель должна быть направлена на учет личностно ориентированных стратегий, обеспечивающих создание оптимальных условий обучения студентов в информационно-коммуникационной образовательной среде. Важно заложить в дидактическую модель механизм управления учебной деятельностью студента в режиме реального времени, то есть такой механизм, который обеспечивал бы диагностическое тестирование результатов усвоения каждой дидактической единицы учебного содержания, обеспечивая непрерывность и последовательность в усвоении учебного материала. Далее перейдем к анализу состава дидактической модели.

Состав дидактической модели индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов рассмотрим с точки зрения компонентной структуры и функциональной реализации.

Методика индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов представлена методическими рекомендациями по разработке адаптивного тестирования сетевых ЭУМК и их применения в учебной деятельности студентов вуза [224].

2.1. Компонентная структура дидактической модели

Предлагаемая дидактическая модель индивидуализации обучения на основе адаптивного тестирования сетевых электронных учебно-методических комплексов имеет специфическую структуру содержания обучения и используемых средств обучения (рис. 2) [87, 158, 216].

Дидактическая модель

Цели,задачи и принципы

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Щедрина, Елена Владимировна, Москва

1. Рис. 4.Структура адаптивного сетевого ЭУМК

2. Рис. 5 Схема взаимодействия элементов информативного и контрольного блоков в адаптивном сетевом ЭУМК3. Средства обучения.

3. Педагогические средства обучения представляют собой многообразие материалов, с помощью которых преподаватель осуществляет дидактический процесс, в том числе технические средства обучения, дидактические материалы и т.п.

4. В рассматриваемой дидактической модели средствами обучения выступают электронные образовательные ресурсы конкретной учебной дисциплины и информационно-коммуникационная образовательная среда вуза.

5. Электронные образовательные ресурсы, как средство обучения в дидактической модели могут быть представлены адаптивным сетевым ЭУМК сочетающим такие компоненты, как текстографические, гипертекст и мультимедиа 38.

6. Текстографические ресурсы являются самыми распространенным и простыми ЭОР, имеющими линейную навигацию как в обычной напечатанной книге, отличие состоит в том, что содержимое представлено на экране компьютера.

7. Мультимедиа ЭОР это представление учебных объектов множеством различных способов, с помощью графики, фото, видео, анимации и звука. При этом все представляемые объекты связаны логически, подчинены определенной дидактической цели.

8. Наглядные методы обучения важны для обучаемых, имеющих визуальное восприятие действительности. Они предусматривают демонстрацию наглядных пособий, обучающего видео, макетов, моделей и др.

9. К методам стимулирования и мотивации учения в адаптивном сетевом ЭУМК следует отнести метод создания проблемной ситуации реализуемой с помощью электронных дискуссий.

10. Наиболее распространенный метод контроля и самоконтроля в сетевом ЭУМК это тесты. Применение адаптивных тестов позволяет реализовать не только контрольную функцию, но и контрольно-обучающую.

11. При использовании адаптивного сетевого ЭУМК, увеличивается доля самостоятельной работы студентов, и возрастает необходимость организации постоянной поддержки учебного процесса со стороны преподавателей 15, 106, 229.

12. Учебный контроль в адаптивном сетевом ЭУМК не ограничен только тестированием и может быть организован в виде тестов, эссе, творческих работ, решения задач, итогового экзамена и др.

13. Компонентная структура модели заканчивается результатом, который определяется целями и задачами обучения. Результат обучения можно оценить с помощью методики тестового контроля, которая подробно описана в п. 1.3 настоящего исследования.

14. Функциональная структура дидактической модели

15. Главная цель разработки и внедрения в учебный процесс адаптивных технологий обучения это создание оптимальных условий для повышения уровня усвоения учебного материала студентами вуза при изучении учебных дисциплин в условиях активного применения ИКОС.