Использование компьютерных программ для повышения качества обученности студентов Челябинского государственного политехнического техникума по дисциплине "Гидравлические и пневматические системы"

СОДЕРЖАНИЕ
 
Тема: «Использование компьютерных программдля повышения качества обученности студентов Челябинского государственногополитехнического техникума по дисциплине «Гидравлические и пневматическиесистемы».
Содержание:
Введение.
Глава 1. Развитие компьютеризацииучебно-воспитательного процесса и анализ влияния этого процесса на качествообученности.
1.1. Этапы развития вычислительной техники и качествообученности.
1.2. Принципы разработки ППС ВТ (педагогическиепрограммные средства вычислительнойтехники) и целесообразность внедрения впроцесс обучения ЭВТ.
1.3. Компьютер как инструмент педагогического исследования.
1.4 Повышение эффективности использования средстввычислительной техники в процессе обучения.

Введение.
Современные социальные условия в нашей странеособенно остро ставят проблему бережного отношения к ценнейшему ресурсу нации –её молодому поколению. Безработица молодежи или несоответствие профессии иквалификации может превратиться в реальную угрозу для российского общества, длясохранения его целостности и стабильности.
История всей мировой цивилизациипоказывает, что наиболее приоритетной ценностью сегодня становится системаобразования как один из важнейших социальных институтов, формирующихобщественное сознание. Формирование навыков использования различных источниковинформации, эффективного её поиска и анализа есть важная задача образовательнойсистемы.
Это, наряду с формированием общейинформационной культуры, представляет собой определяющий фактор в расширениикругозора учащихся и в закладывании основ универсального воспитания знаний приогромном потоке информации, обусловленном обилием изучаемых дисциплин.Благодаря внедрению в образовательную практику новых информационных технологий(НИТ), повышающих наглядность представления знаний, учащийся получаетвозможность глубже ознакомиться со спецификой каждой из наук при выборенаправления своей будущей деятельности.
Сегодня и в училищах, и в техникумах, и вВУЗах накопилось немало противоречий, которые необходимо преодолеть радиповышения эффективности и качества современного образования, от которогонапрямую зависит интеллектуальный потенциал следующего поколения и судьбаРоссии в целом.
Вот некоторые из них:
— несоответствие требований, предъявляемыхсовременным обществом к образовательной подготовке учащихся, и фактическогоуровня последней;
— несоответствие постоянно возрастающегообъёма новых знаний реальным срокам и методикам обучения, по сути остающимсянеизменными, с их однообразием приёмов и методов обучения, часто не отвечающихразнообразию склонностей и способностей учащихся.
В последние годы все эти противоречия явноусилились и привлекли к себе особое внимание, потребовав поиска эффективныхпутей их разрешения, основанных на реорганизации системы образования.
Исторически сложившиеся традиции российскогообразования имеют коренные отличия от западных. Требуется провести колоссальнуюработу, чтобы, учитывая опыт зарубежных коллег, эффективно использовать НИТ вучебном процессе. Нельзя забывать и о переподготовке кадров, что особенно важнов современном быстро меняющемся мире. Речь должна идти о постоянном сетевомобновлении электронных педагогических баз знаний для
практического обучения новым актуальнымметодам и методикам в различных областях, определяющих конкурентоспособность нарынке труда.
Все указанные проблемы свидетельствуют о необходимостипостроения прочного фундамента, в основе которого будут лежать новые подходы,методики и технологии педагогической практики, ориентированные на использованиесовременных информационных технологий в учебном процессе. Это позволит повыситьэффективность всего российского образования.
Также важным является создание принципиальноновых учебных программ и методик ведения занятий (опережающее образование),отражающих, прежде всего факт трансформации места преподавателя в учебном процессе,формирование саморазвивающейся преемственной преподавательской среды,основанной на креативности и инноваторстве. На первом этапе необходимы такжесоздание электронных библиотек и интеллектуальных обучающих систем,модернизация и развитие существующей инфраструктуры. В целом применение НИТ вобразовательном процессе поможет систематизировать и рационализировать подачуматериала с точки зрения его структуризации оптимизации его восприятия безчетко определенных междисциплинарных границ. Так, например, открываютсяперспективы параллельного изложения материала для пересекающихся дисциплин. Этообеспечит увеличение научно-интеллектуального потенциала и, как следствие — процветаниероссийского государства.
Информатизация высшей, средней и профессиональнойшколы, по существу, есть революционный шаг в области образования. Возникаетвопрос: в какой мере информатизация и компьютеризация учебного процесса влияетна качество обученности студентов?
С компьютеризацией обучения во всем миресвязаны надежды повысить эффективность учебного процесса, уменьшить разрывмежду требованиями, которые общество предъявляет подрастающему поколению, итем, что действительно дает учебное заведение.
Если же говорить об основных функцияхкомпьютера в учебном процессе,
то он выступает как объект изучения исредство обучения. Каждой из этих функций соответствует свое направлениекомпьютеризации обучения. Первая из них предполагает усвоение знаний, умений инавыков, которые позволяют успешно использовать компьютер при решении разнообразныхзадач, или, другими словами, овладение компьютерной грамотностью, которуюназывают нередко “второй грамотностью”. Второе направление видит в компьютеремощное средство обучения, которое способно значительно повысить егоэффективность. Указанные два направления и составляют основу компьютеризацииобучения.
Когда говорят о достоинствах компьютера вобучении, обычно имеют в виду, прежде всего дисплей (схемы, графики, чертежи,рисунки, движущиеся изображения в цвете и со звуковым сопровождением, причем этиизображения может создавать и сам учащийся). Часто указывают на возможностьвести содержательную беседу, диалог с компьютером, причем учащийся не толькоотвечает на вопросы электронного педагога, но и сам может их ставить и дажевступать с компьютером в спор. Одно из наиболее плодотворных примененийкомпьютера в обучении — использование его как средство управления учебнойдеятельностью. Именно в этом качестве он может наиболее существенно повыситьэффективность обучения.
Чтобы эффективно использовать компьютер вучебном процессе, необходимо решить множество проблем, в первую очередьпсихолого-педагогических.
Научно-педагогическими предпосылками повышениякачества обученности с помощью компьютерных программ являются результатыпсихолого-педагогических исследований.
На сегодняшний день разработаны исовершенствуются педагогические основы применения новых информационныхтехнологий в образовании (С.А.Бешенков, Ю.С.Брановский, В.С.Збаровский,А.А.Кузнецов и др.). Показаны возможности использования учебного потенциалановых информационных и коммуникационных технологий (А.К.Айламазян, В.В.Вихрев,И.В.Роберт, А.Ю.Уваров и др.). Создаются и внедряются программно-методическиекомплексы организации обучения в образовательных учреждениях с использованиемновых информационных технологий обучения (Т.А.Бороненко, А.П.Ершов,Н.В.Макарова). При этом недостаточно разработанными остаются вопросы приобщениясубъектов образовательного процесса к использованию средств новыхинформационных технологий для получения, обработки, предъявления информации вразличных предметных областях, взаимодействия и взаимовлиянияпедагогов-предметников и учащихся в условиях информатизации образования.
Цель нашего исследования теоретическиобосновать и практически доказать повышение качества обученности с помощьювнедрения в образовательный процесс компьютерных программ при обучениистудентов специальности «ТО и ремонт автотранспорта» по дисциплине«Гидравлические и пневматические системы» (в дальнейшем ГИПС) в ЧелябинскомГосударственном Политехническом Техникуме.
Объектом исследования будет являтьсяпроцесс обучения дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» наступени среднего профессионального образования (техникум).
Предметом исследования – влияние компьютерныхпрограмм на качество
обученности в процессе обучения дисциплине«Гидравлические и пневматические системы».
Гипотеза нашего исследования такова: еслив процессе обучения дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» наступени среднего профессионального образования (техникум) использоватькомпьютерные программы, то это будет способствовать повышению качестваобученности учащихся.
Цель нашего исследования потребоваларешения ряда задач:
— Изучение литературы с целью полученияинформации об использовании компьютеров в процессе обучения.
— Изучение существующих компьютерныхпрограммных средств педагогического назначения.
— Экспериментально проверить эффективностьиспользования компьютерных программ на ступени среднего профессиональногообразования (техникум) на примере преподавания дисциплины ГИПС;
— Изучение методик использованиякомпьютеров на занятиях.
Методы исследования. В ходедиагностического исследования производится теоретический анализ учебной инаучно-методической литературы. Был организован и проведен педагогический эксперимент,в рамках которого применялись эмпирические методы исследования – анкетирование,интервьюирование, опрос, обобщение педагогического опыта,психолого-педагогическое тестирование и др. Обработка полученной информациипроводилась методом сравнительного и корреляционного анализа. В процессеобработки данных была использована компьютерная программа Microsoft Excel изпакета прикладных офисных программ Microsoft Office.

Глава 1. Развитиекомпьютеризации и анализ влияния этого процесса на качество обученности.
 
1.1      Этапы развитиявычислительной техники и качество обученности.
Прежде чем говорить о развитиивычислительной техники и её влиянии на качество обученности, опираясь насловарные значения, практику рассмотрения термина в интересующей нас области,рассмотрим толкование понятия «обученность». В зависимости от контекстаупотребления термин «обученность» трактуется как: система знаний, умений инавыков, соответствующая ожидаемому результату обучения. Основные параметрыобученности определяются образовательными стандартами[?].
Проанализируем научные толкования понятия«качество обученности».
Слово «качество» производно от слов «как»,«какой», «обладающий какими свойствами». В практике обычно пользуются одной издвух трактовок – философской и производственной. В Большой советскойэнциклопедии дано понятие «качества» как философской категории, выражающейсущественную определённость объекта, благодаря которой он является именно этим,а не иным.
Для предмета нашего разговора в этойработе философское понимание качества не имеет сколько-нибудь существенногозначения. Именно в философии эта категория не носит оценочного характера, апотому философской трактовке качества бессмысленно ставить вопрос об измеренииили иной оценке качества, различии плохого и хорошего качества, низкого ивысокого и т.п.
Для решения задач нашей работы большеезначение имеет, если можно так выразиться, производственная трактовка, гдеключевым для нас становится понятие «качество продукции» как совокупностьсущественных потребительских свойств этой продукции, значимых для потребителя.Набор этих свойств и кладётся в основу спецификаций на продукцию эталонов,стандартов. При такой трактовке выделяют два признака качества любой продукции:
— наличие у неё определённых свойств;
— рассмотрение их ценности не с позициипроизводителей, а с позиции потребителя.
Таким образом, качество обученности естьвыявленные в результате многоаспектного анализа усвоения и применения знаний,умений и навыков человеком в различных видах деятельности. Критерием качестваобученности в этом случае можно считать:
— увеличение количества времени,затрачиваемого педагогом на индивидуальную работу с учащимся;
— обеспечение положительно отношенияучащихся к образовательному процессу, повышение мотивации
— повышение качества образования учащихся,т.е. оценки, полученные при выполнении квалификационной работы по курсу.
Раскрыв понятие «качество обученности»попробуем выяснить, существует ли влияние на него вычислительной техники и,каково оно.
Как показывает история, компьютернаятехника и информационные технологии находятся в постоянном развитии, причемтемпы роста с каждым годом увеличиваются. Разработка новых и преобразование имеющихсякомпьютерных средств, смена одних поколений ЭВМ другими, совершенствованиеновых информационных технологий предоставляет новые возможности, которые могути должны использоваться в сфере образования.
Актуальность разработки и применения НИТопределяется необходимостью решения следующих задач:
— социально-экономических – повышениекачества общеобразовательной подготовки учащихся за счет использования возможностейНИТ;
— философских – подготовки специалиста,обладающего современным научным мировоззрением и опытом эмоционально-ценностныхотношений к миру знаний;
— научно-педагогических – использованиеНИТ для разрешения разнообразных психолого-педагогических проблем, в том числеформирования умений и навыков осуществления экспериментально-исследовательскойдеятельности, а также возможностей применения НИТ в качестве средства учебной,научно-исследовательской и управленческой деятельности.
НИТ как средства обучения несутопределенные дидактические функции. Они незаменимы на стадии чувственноговосприятия изучаемых явлений и объектов. Задача обучения заключается в том,чтобы, отправляясь от
чувственно-наглядного образа, подвестиучащихся к осознанию сущности явления или объекта. Поставляя необходимый информационныйматериал, наглядные образы выполняют основную функцию – познавательную,обогащая процессы мышления многими деталями. Чувственно-наглядные образы,создаваемые с помощью НИТ, в процессе познания могут при необходимостивидоизменяться, совершенствоваться и обогащаться. Наглядные образы также играютважную роль и на стадии абстрактного мышления. Поэтому в обучении в процессераскрытия сущности изучаемых явлений тоже необходимо широкое использование НИТ.
Однако не всегда внедрение НИТ достигаетжелаемого результата обучения. Для выявления наиболее значимых этапов и степениих влияния на образование проведен анализ истории развития вычислительнойтехники, начиная с истоков зарождения инструментального счета до наших дней. Врезультате выделены следующие ступени, которые оказали необратимое влияние наметодику и качество образования: создание персонального компьютера; развитиемультимедиа-технологий; использование локальной сети; подключение к глобальнымсетям.
Применение в образовании НИТ оказаловлияние на все категории процесса обучения (цели, содержание, виды, формы,методы и др.), внесло изменения в организацию учебного процесса. Так, например,цели компьютеризации образования под влиянием указанных достиженийпреобразовывались: в начале — «Программирование – вторая специальность»(академик А.П. Ершов), с появлением в достаточном количестве «педагогическихпрограммных средств» была выдвинута новая цель: «Компьютерная грамотность».Цель – «Гуманитаризация образования через информатизацию» – стала достижимой споявлением мультимедийных компьютеров, а также с появлением таких программныхпродуктов как компьютерные энциклопедии, электронные книги, справочники политературе, живописи, музыке. С развитием мультимедийных технологий компьютерстал средством обучения, способный в наглядной форме представлять различногорода информацию. В настоящее время целями становятся «Информатизацияобразования» и «Информационная культура». Первое означает, что в любом учебномзаведении учащимся и педагогам должна быть доступна любая «электронная»информация по изучаемому предмету независимо от ее физического местонахождения.Второе же предполагает, что учащиеся должны знать правила навигации поогромному океану доступной информации, должны обладать определенной культуройдля отбора минимально необходимой информации.
В настоящее время основными направлениямивнедрения НИТ в учебный процесс образовательных заведений стали:
— представление знаний и средств обучения,совершенствующих процесс преподавания, повышающих его эффективность и качество;
— формирование культуры учебнойдеятельности;
— инструмент познания окружающейдействительности и самопознания;
— автоматизация процесса обработкирезультатов учебного эксперимента и управления учебным, демонстрационнымоборудованием;
— изучение в рамках освоения курсаинформатики и вычислительной техники;
— управление учебно-воспитательнымпроцессом, учебными заведениями;
— распространение передовых педагогическихтехнологий.
И как следствие происходит развитиетворческого потенциала обучаемого, способностей к коммуникативным действиям,умений экспериментально-исследовательской деятельности; культуры учебнойдеятельности; интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса,повышение его эффективности и качества; реализация социального заказа,обусловленного информатизацией современного общества (подготовка специалистов вобласти информатики и вычислительной техники; подготовка пользователясредствами НИТ).
Таким образом, можно отметить, что каждыйновый этап развития информатики и вычислительной техники предлагает новыевозможности. В совокупности новые информационные технологии и компьютерныесредства повышают качество и эффективность образования, но вместе с темпредъявляют и свои требования.
В настоящее время в статьях журналов" Информатика и образование", “Компьютер-пресс”, “Наука и жизнь” идругих, в работах отечественных и зарубежных авторов, с помощью различных средствмассовой информации широко обсуждаются вопросы о компьютерном обучении,обучающих машинах, специализированных учебных помещениях, оснащенныхсовременной технической документацией и так далее. Основное внимание обращенона сложность управления современной техникой, используемой в обучении.
Функционирование компьютера достаточносложно, в связи с чем педагогика, будучи не в состоянии самостоятельно освоитьэто техническое средство, прибегает к помощи программистов, инженеров. Оченьчасто получается так, что специалисты в области компьютерной техники самиопределяют и предписывают пути использования электронно-вычислительной техникев процессе обучения. Такая ситуация для педагогики удачна и неудачна. Удачнойназывается ситуация, при которой компьютер расширяет возможности педагога,обеспечивает более успешное формирование некоторых структур знаний и умений,предоставляет новые возможности в изучении учащихся, индивидуализации обучения.Педагогически неудачной можно назвать ситуацию бесконтрольного использованиякомпьютерных программ, людьми, ограничивающими свое общение с компьютером лишьигровыми программами, что влечет за собой сужение психических возможностейинтеллекта за счет ограничения его рамками лишь программ функционированиякомпьютера. Становится безусловным определение того, как необходимо поступатьпедагогу при разработке содержания компьютерного обучения, что следует передатьпосредством автоматизированной обучающей системы, а что оставить за педагогом.
В данный момент все согласны с тем, чтопедагоги должны принимать самое активное участие в составлении обучающихпрограмм. Это бесспорно, но нельзя признать верным мнение, будто учитель илигруппа энтузиастов смогут создать достаточно эффективные учебные материалы.Можно не сомневаться в том, что они создадут, например, программы направленныена усвоение некоторой темы или на выполнение лабораторной работы. Но дляразработки обучающих программ требуется иной подход, обеспечивающий достижениемногих, в том числе и отдаленных целей, предусматривающих построение моделиучащегося и т.д. Поэтому на вопрос, может ли педагог самостоятельно создатьпрограмму компьютерного обучения для целого учебного курса, следует ответитьтак — может, если он является одновременно крупным специалистом соответствующейобласти знаний, психологом, дидактом, методистом, программистом. Если он к томуже владеет мастерством редактора, художника и может работать не менее 24 часовв сутки. Только коллектив, куда входят специалисты указанных профилей, можетвзять на себя решение такой задачи, создать полноценные обучающие программы дляучащихся.
Возможность применения микро ЭВМ на урокахзависят от программного обеспечения машин. Все используемые на занятияхпрограммы можно условно разделить на обучающие и учебные. Обучающие программысоздаются для того, чтобы заменить учителя в некоторых видах его деятельности(при объяснении нового материала, закреплении пройденного, проверки знаний ит.п.). Цель учебных программ — помочь ученику в его познавательнойдеятельности, работе на уроке. Использование учебных программ осуществляетсяпри участии и под руководством учителя. С помощью учебных программ можновыполнить разнообразные вычислительные операции, анализировать функции, строитьи исследовать математические модели различных процессов и явлений, использоватьграфику машины для повышения наглядности изучаемого материала.
В учебном процессе ЭВМ не должна простозаменять и подменять собой классную доску, плакат, кино — и диапроектор,натуральный эксперимент. Такая замена целесообразна только тогда, когдаиспользование ЭВМ даст весомый дополнительный эффект по сравнению сиспользованием других средств обучения. При этом ЭВМ и другие средства обучениядолжны взаимно дополнять друг друга.
Место компьютера в учебном процессе вомногом определяется типом обучающей программы. Некоторые из них предназначеныдля закрепления умений и навыков. Место таких программ определить не трудно: ихможно использовать после усвоения определенного теоретического материала врамках традиционной системы обучения. Другие программы ориентированыпреимущественно на усвоение новых понятий в режиме, близком кпрограммированному обучению. Большинство их обладает ограниченнымидидактическими возможностями. Компьютер здесь используется как средствопрограммированного обучения, несколько более совершенное, чем простейшееобучающее устройство, но не допускающее развернутого диалога, содержащее, какправило, фиксированный набор обучающих воздействий. Преобладают обучающиепрограммы, которые реализуют проблемное обучение, особенно “интеллектуальные”обучающие программы (своим названием они обязаны тому, что при их разработкеиспользованы идеи “искусственного интеллекта”). Эти системы осуществляютрефлексивное управление учебной деятельностью, что предполагает построениемодели обучаемого. Многие из них генерируют обучающие воздействия (учебныетексты, задачи, вопросы, подсказки). Такие системы, как правило, учитываютправильность ответа, но и способ решения, могут его оценивать, а некоторые — совершенствовать стратегию обучения учетом накапливаемого опыта. Имеютсясистемы, которые могут обсуждать с учащимися не только правильность решения, нои возможные варианты решения, причем в языке, близком к естественному. Помнению педагогов и психологов, знакомившихся с протоколами диалогов, создаетсятакое впечатление, что общались ученик и учитель.
Следующий тип обучающих программпредполагает моделирование и анализ конкретных ситуаций. Такие программыособенно полезны в трудовом и профессиональном обучении, поскольку способствуютформированию умений принимать решения в различных ситуациях, в том числе иэкстремальных. Число таких программ в последнее время возросло.
Наконец, можно выделить программыобучение, по которым строится в виде игры. Они способствуют повышению мотивацииучения (хотя следует отметить, что соревновательные мотивы, желание, во что быто ни стало, победить иногда преобладают тут над познавательными мотивами, чтовряд ли педагогически оправдано). Игра стимулирует инициативу и творческоемышление, способствует формированию умений совместно действовать (особенно в кооперативныхиграх), подчинить свои интересы общим целям. Кроме того, игра позволяет выйтиза рамки определенного учебного предмета, побуждая учащихся приобретению знанийв смежных областях и практической деятельности. Игры создают предпосылки дляформирования у обучаемых всевозможных стратегий решения задач и структурызнаний, которые могут быть успешно применены в различных областях. Немаловажнои то, что обучаемый может свободно принимать решения — как правильные, так и неправильные — и при этом видит, к чему приводит каждое решение
Такое обучение весьма привлекательно дляшкольников, и многим оно настолько нравится, что они хотели бы осуществлять всеучение в форме игры. Приступая к изучению основ вычислительной техники,школьники часто задают вопрос, будут ли использованы при этом игры.
Положительно оценивая игровые программы вцелом, следует учитывать, что чрезмерное увлечение играми может дать инежелательный эффект. Развлекательность может оказать отрицательное влияние наволевые качества школьников: учение и труд не могут основываться наэмоционально привлекательной деятельности. Готовность к труду предполагаетволевые усилия, готовность к выполнению даже малоинтересных, но необходимыхфункций.
В итоге влияние НИТ на качествообученности студентов неоспоримо и предполагает его повышение, однако будет этоявляться истиной на практике или нет, зависит от очень многих факторов.
В своей работе мы попробуем доказать, чтовнедрение компьютерных программ в процесс обучения существенно повысит качествообученности.
1.2. Принципы разработкиППС ВТ (педагогические программные средства вычислительной техники) ицелесообразность внедрения в процесс обучения ЭВТ.
Используя компьютер, можно изучитьпроцессы, которые в условиях учебного кабинета продемонстрировать невозможно, либослишком дорого, либо опасно. Практика показывает, что на этапе тренировки, где преобладаетсамостоятельная работа, компьютер имеет большие преимущества, помогаяосуществить дифференцированный подход к каждому учащемуся, вовремя заметитьпробелы в знаниях и устранить их. Обладая «бесконечным терпением»,машина никогда не «устает», и, если это потребуется, она можетповторять упражнения многократно. Таким образом, выделим следующие основныеусловия реализации принципа дидактической целесообразности создания обучающих программ:
1) установление тех свойств и возможностейимеющейся компьютерной техники, которые позволят повысить качество обучения;
2) обоснованный выбор содержания, методови форм компьютеризированного обучения, их соответствие целям учебного процессаи рациональному использованию возможностей ЭВМ;
3) четкое определение конкретной роли,задач, места и времени применения обучающей программы;
4) установление связей и отношений сдругими средствам и методами обучения;
5) тщательная организация и техническаябезукоризненность функционирования обучающей программы.
Принцип дидактической адекватности. ППС ВТфункционирует результативно только в случае, если строятся на основезакономерностей процесса обучения, т.е. если они адекватны природе обучения.
Выделим несколько основных принциповдидактики, каждый из которых в свою очередь определяет систему требованийпедагогическим программным средствам вычислительной техники.
Принцип целенаправленности заключается втом, что педагогическим процесс взаимодействия педагога с учащимися становитсятолько в том случае, если есть четко осознаваемая обеими сторонами цель.Компьютерные программы имеют четкое целевое назначение, определяемое, преждевсего, их содержанием (литературным, историческим, биологическим и т.д.),характером и сложностью материала, которые определяют возрастные рамки ихприменения, местом в процессе обучения или воспитания (подготовить к восприятиюнового, передать новую информацию, проиллюстрировать, способствовать выработкеобщих представлений или системы понятий и суждений и т.п.).
Принцип гуманизации и демократизацииучебно-воспитательного процесса – обращенность к личности субъектовпедагогического взаимодействия, расширения их участия и сотрудничества в нём.Современные технические средства расширяют возможности использования различныхметодов и приемов в работе со студентами с учетом их возраста, уровня развитияи подготовленности. С любой категорией учащихся процесс воспитания и обучения спомощью компьютера можно организовать не только интересно и полноценно поинформационной насыщенности, но и адекватно их возможностям. Это делает какпедагогов, так и учащихся активными участниками совместной деятельности.
Принцип научности. Этот принцип требует,чтобы содержание учебного материала, отбираемого для создания компьютерныхобучающих программ, соответствовало современному уровню развития науки итехники, а способ познания, используемый в программе, был адекватен современнымнаучным методам. Дидактический принцип научности требует, чтобы компьютерныемодели в ППС ВТ строились в соответствии с новейшими технологиями, все явленияи процессы описывали, опираясь на последние достижения научного знания. Условияи параметры моделируемых процессов должны быть точны, неоднократно проверены.Способы усвоения учебного материала, предусмотренные программой, должныформировать у учащихся умения и навыки научного поиска. Другими словами этотпринцип реализуется, когда с помощью компьютерных программ передаются прочноустановившиеся в науке знания и показываются самые существенные признаки исвойства предметов в доступной для учащихся форме.
Принцип систематичности ипоследовательности. При построении ППС ВТ необходимо соблюдать принциппоследовательности подачи материала. «Беспорядочное перескакивание содного вопроса на другой не может обеспечить сознательного усвоения основнауки. Систематичность обучения предполагает усвоение учеником понятий иразделов в их логической связи и преемственности». Этот принципобеспечивает рассмотрение любого фрагмента учебного материала в ППС ВТ в связис другими фрагментами в логической последовательности. Следовательно, требуетсятакое построение ППС ВТ, чтобы новые знания, умения и навыки усваивались всвязи с ранее изученным, закреплялись и совершенствовались в определенномпорядке — в системе. Принцип систематичности и последовательности предполагаетлогическую обоснованность последующих вопросов за предыдущими, с тем, чтобы последующееопиралось на предыдущее и подготавливало дальнейшую ступень в познавательнойдеятельности учащихся. Это надо учитывать при организации материала,отобранного для включения в ППС ВТ, при составлении педагогического сценарияпрограммы.
Принцип сознательности, активности исамостоятельности в обучении предполагает такую организацию обучения сиспользованием ППС ВТ, в которой приобретение знаний, умений и навыковнеразрывно связано с активностью и самостоятельностью действий учащихся, спроявлением интереса, увлеченности и инициативных творческих поисков,стремления развивать творческие способности. Наиболее важное требование к ППСВТ, основывающееся на этом принципе, состоит в том, что, составляя алгоритмы, всоответствии с которыми в программе будет строиться деятельность обучаемого по усвоениюматериала, разработчику следует позаботиться о положительной мотивации учения.Сформулированность мотивационной сферы учащегося и поддержание соответствующеймотивации являются необходимой предпосылкой эффективности обучения. Присоздании сценария ППС ВТ следует всесторонне проанализировать, как сделатьпрограммное средство таким, чтобы оно вызывало заинтересованность, а не скуку,стремление к познанию, а не разочарование и раздражение. Одним из эффективных средстврешения поставленной задачи может быть введение в ППС ВТ игровых компонентов.Наблюдения исследователей подтверждают точку зрения о том, что задания в ППС ВТдолжны быть социально или личностно значимыми. Если четко сформулированаучебная задача, имеющая социально или личностно значимое содержание, то учащийсяпредпочитает эту задачу игре.
Принцип доступности обучения. Обучениедолжно быть доступным и посильным возрасту, способностям и уровню развитияобучаемых — так гласит принцип доступности. На основе этого принципаопределяется степень научно-теоретической сложности учебного материала, егообъем, формы и методы обучения. В то же время принцип доступности лежит воснове учета индивидуальных и общепсихологических особенностей учащихся взависимости от их возраста, уровня развития, предмета изучения и другихфакторов. Следовательно, приступая к отбору материала для ППС ВТ, необходимо знатьособенности тех учащихся, для которых предназначена составляемая программа.
Принцип наглядности. Традиционнаятрактовка этого принципа сводится к тому, чтобы создать у учащегося чувственноепредставление об изучаемом объекте. Образность, яркость, динамичностьдемонстраций, реализованных с помощью компьютерной цветной мультипликации дляраскрытия наиболее сложных явлений и процессов, значительно расширяют возможностиизобразительной наглядности в учебно-воспитательном процессе. Однако объемматериала, включаемого в программу, должен быть оптимальным. Не следуетперегружать образную и эмоциональную память учащихся. В ППС ВТ нужно вводитьлишь то, что, безусловно, необходимо для достижения намеченных целей обучения.Составители программ часто допускают ошибку, перегружая программу цветовымиэффектами, большим количеством ярких картинок и т.д., полезными лишь с точкизрения «украшения» ППС ВТ. В то же время в процессе создания ППС ВТследует максимально использовать возможности компьютерной графики дляреализации наглядности в обучении.
Принцип природосообразности заключается втом, что воспитание и обучение должны строиться в соответствии с природой испецификой каждого возрастного этапа развития человека и в соответствии сприродой и индивидуальными возможностями. Для реализации этого принципакомпьютеры обладают неисчерпаемыми возможностями. Иногда создаютсяиндивидуальные программы обучения и интеллектуальные программы, которыеподстраиваются под особенности конкретного учащегося.
Принцип многократности и многоканальностиуправляющих воздействий как дидактический принцип проектирования компьютерныхобучающих программ.
До настоящего времени компьютерные обучающиепрограммы широкого применения разрабатываются на основе обобщения существующегоопыта. Однако простое воспроизведение, сыграв свою положительную роль всоставлении компьютеризированного обучения, уже является недостаточным.
Полагая, что компьютер лишь средствореализации дидактических принципов, а значит, последние должны задавать тон врешении вопросов использования компьютеров в дидактическом процессе следуетрассматривать подход к разработке компьютерных технологий обучения на основеанализа дидактических принципов (принцип наглядности; доступности;систематичности и последовательности; сознательности; индивидуализацииобучения; активности и т.д.).
На наш взгляд, данная система принципов неполностью отражает закономерности процесса обучения и, в частности не проясняетуправляющие воздействия преподавателя, а, следовательно, не являются полной идостаточной.
В связи со сказанным рассмотрим известнуюкибернетическую модель обучения – систему «преподаватель — ученик».Преподаватель выступает в ней как адаптивная управляющая система. Адаптационныек учащемуся и к учебному процессу действия задействуют прямую и обратную связии состоят в следующем:
— диагностические воздействия и информацияоб их результатах;
— обучающие воздействия и контроль заусвоением;
— корректирующие воздействия и снятиеинформации об их эффективности.
Данные управляющие воздействия являются посвоему характеру однотипными, имеют лишь разные цели. Как видим связи саналогичными воздействиями и получением обратной информации являются многократноповторяющимися в процессе обучения. Но они не только многократны, но имногоканальны. Преподаватель, как адаптивная система, через многие каналыполучает информацию о результатах воздействия (зрение, слух, … ). Передачаинформации (управляющие воздействия) преподавателем осуществляется такжеразличными способами. Это закономерности педагогического процесса, а, следовательно,их можно и нужно возвести в ранг принципов. Назовем этот принцип как принципмногократности и многоканальности управляющих воздействий преподавателя в ходепедагогического процесса.
По аналогии с рассмотренной, система«компьютерная программа — ученик» должна обладать теми же закономерностямипрямой и обратной связи – многократной повторяемостью и многоканальностью, т.е.удовлетворять вышеозначенному принципу. Это требование поставит компьютер каксредство обучения на более высокую ступень по сравнению с той, на которойнаходится это устройство сейчас. Высокая «интеллектуальность», более широкие,по сравнению с обычными техническими средствами обучения, возможности позволятприблизить компьютер по обучающим функциям к преподавателю, при условии учетапринципа многократности и многоканальности управляющих воздействий в ходепроектирования компьютерных обучающих программ.
В современных компьютерных программах мыможем наблюдать проявление лишь свойства многоканальности в прямых связях(часто в усеченном виде). Свойство многоканальности обратной связи практическине реализовано. Связующим звеном между человеком и компьютером является толькоклавиатура или мышь. В лучших обучающих программах, нашедших распространение вучебных заведениях, а именно – программах по изучению иностранного языка,дополнительную обратную связь обеспечивает микрофон и программная обработкаголоса обучающегося с целью закрепления навыков аудирования.
А сколько устройств, заменяющих каналысвязей между людьми можно подключить к ПК? Некоторые из них могут усилитьчеловеческие каналы связей, например приборы, регистрирующиепсихофизиологические состояния обучаемого. Эти данные могут быть использованыдля управления процессом обучения, для фиксации процесса усвоения учебногоматериала и т.д. Реализация принципа многократности и многоканальностиуправляющих воздействий при проектировании компьютерных технологий обученияпозволит получить компьютерные программы, адаптирующиеся кпсихофизиологическому состоянию обучающегося. Таких программ, которые быдействительно учитывали состояние, мотивацию, усвоение обучающегося в настоящеевремя нет.
Таким образом, компьютеризированноеобучение подчиняется той же системе дидактических принципов, что и безмашинное.Задача разработчиков ППС ВТ заключается в том, чтобы, учитывая спецификукомпьютеризированного обучения, реализовать эти принципы в программном продуктеЭВМ, определить, каким образом максимально приблизить его к природепознавательной деятельности учащихся.

1.3. Компьютер какинструмент педагогического исследования.
Сегодня информационные технологии находятдовольно широкое применение в педагогике как науке, а также непосредственно впрактике учебно-воспитательного процесса. Наибольшее распространение ониполучили в таких видах деятельности как дистанционное обучение, учреждениеон-лайновых учебных заведений (в основном за рубежом), помощь в системеуправления образованием, создание программ и виртуальных учебников по различнымпредметам, компьютерное тестирование знаний учащихся, проведение телеконференцийи т.п.
Применение компьютера в педагогическихисследованиях – одна из наиболее слабо освещённых в информационном плане тем итребует дальнейшей разработки.
Проведя анализ имеющейся литературы, мыпришли к выводу, что ЭВМ является необходимым и очень важным инструментомпедагогического исследования, потенциал которого далеко не исчерпан.
Благодаря развитию мультимедийныхтехнологий компьютер может осуществлять сегодня сбор и хранение не толькотекстовой, но и графической и звуковой информации. Для этого применяютсяцифровые фото- и видеокамеры, микрофоны, а также соответствующие программныесредства для обработки и воспроизведения графики и звука (например, MicrosoftЗвукозапись, Media Player Classic, ACD See, PhotoShop и др). Запись и хранениеинформации в этом случае рациональнее производить на CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RWс помощью устройства CD- и DVD-Writer, либо хранить её на жёстком дискекомпьютера. Компьютер может хранить на жёстком диске несколько тысяч фотографийи сотни минут звукозаписи. Кроме фиксации текстовой, звуковой и графическойинформации сегодня возможно применение компьютера в процессе сбора эмпирическихданных,
в том числе и для оценки качества знаний.
В силу увеличения разрыва между реальнымивозможностями и достижениями того или иного способа оценки знаний учащихся, содной стороны, и требованиями времени, с другой стороны, эти способы совершенствуютсяи реформируются.
Наиболее важными критериями качестваоценки знаний студентов являются объективность, надежность, валидность иточность.
Объективная оценка даёт результаты,которые не зависят от состояния, личных черт характера и количества проверяющих.Объективность оценивания можно обеспечить лишь максимальной стандартизацией еёпроведения.
Надежность метода оценки определяетсяуровнем устойчивости результатов, их повторяемости во время дополнительныхизмерений в стандартных условиях.
Валидность (от лат. Validus — обоснованный) – сложная комплексная характеристика измерений, включающаясоответствие требований к оценке, содержанию и сущности объекта измерений, атакже совпадение результатов измерения одного признака различными методами исоответствие полученных результатов прогнозируемым.
Точность метода определяет минимальную илисистематическую ошибку, с которой можно провести измерение.
Среди существующих методов оценки знанийстудентов различают устную и письменную формы проверки знаний, собеседование итестирование. Эти методы имеют свои положительные и отрицательные черты.
Тестирование относится к современнымметодам оценки знаний. В педагогике классическим и достаточно полным считают«критериальное» определение К. Ингекампа: «Тестирование – это методпедагогической диагностики, с помощью которого выбор поведения, презентующегопредпосылки или результаты учебного процесса, должен максимально отвечатьпринципам сопоставления, объективности, надежности и валидности измерений. Ондолжен пройти обработку и интерпретацию и быть приемлемым для применения впедагогической практике».
К положительным чертам тестовой формыпроверки знаний относятся:
— высокая объективность процесса измеренийи интерпретация результатов;
— возможность обеспечения стандартизацииусловий измерения;
— достаточная точность, которую можноповысить заменой традиционной четырехбалльной шкалы на более протяженную;
— незначительный уровень влияниясубъективных факторов во время измерений.
К отрицательным чертам тестовой формыпроверки знаний относятся:
— необходимость обоснованного измененияпсихологии воспитания и обучения с переходом к высшему уровню состязательностии индивидуализма;
— значительные затраты времени напервичную подготовку материалов для проведения измерений.
Проблема тестового контроля знанийстудентов в современных условиях является актуальной. Целью обучения являетсяформирование специалиста, компетентного в конкретной области, знающего основныезаконы изучаемой дисциплины и способного самостоятельно прийти к их практическимследствиям.
Преподаватель должен опираться навозможности студента, его потенциал, что невозможно без учета индивидуальныхособенностей его личности. При этом необходимо учитывать запросы личностиобучаемого, его индивидуальный стартовый уровень, особенности его психики ит.д., то есть в условиях групповой работы максимально индивидуализироватьпроцесс обучения.
Учёт индивидуальных особенностей студентовпри построении обучающих технологий может существенно повысить эффективностьобучения. Но индивидуальная работа со студентами требует от преподавателябольших временных затрат и свидетельствует о необходимости уменьшенияколичества студентов в группе.
Для повышения эффективности процессовобразования очевидна необходимость измерения уровня знаний обучающихся, темпаусвоения новых знаний.
Система измерения прочности, глубинызнаний, скорости их усвоения требует создания специального инструмента оценкизнаний студентов – теста.
На каждом этапе обучения (модуле)необходимо проводить мониторинг качества усвоения знаний студентами, и,соответственно, каждый этап усвоения знаний будет иметь специфическую структурутеста, отвечающую его задачам.
Тестовый контроль знаний должен обеспечитьполный контроль теоретических и практических знаний студентов по рассматриваемомупредмету, дать объективную оценку по результатам работы студента попредложенному тесту (по сумме набранных баллов).
Каждый пункт тестового задания может иметьвесовой коэффициент (баллы) в зависимости от его сложности, т.е. можноустановить соответствующий критерий оценки каждого задания и теста в целом.
Для чего создается база данных тестовыхзаданий с весовыми коэффициентами по вариантам, которые образуют два массива:
— задание по теории предмета контроля(база данных первого типа);
— задание по практике (умениям и навыкам)– база данных второго типа
(задачи).
Полный контроль теоретических ипрактических знаний и умений студентов по рассматриваемому предмету возможен вдвух вариантах – «ручной» (без применений компьютерных технологий) и автоматизированный(с применением компьютерных технологий).
Таким образом, тесты позволяют качественнои количественно контролировать знания студентов как по теории той или инойобласти знаний, так и по практическим навыкам решения соответствующих задач.
Кроме того, в силу указанной структурытестовых заданий по теории, студент вынужден повышать качество теоретическойподготовки, т.к. метод контроля требует более детального изучениясоответствующих теоретических разделов курса, чтобы иметь возможность создать лучшуюконструкцию ответа по теоретическому заданию теста.
Тестирование лучше других средств контроляудовлетворяет основным методическим критериям качества, обеспечиваетобъективность трех главных стадий процесса оценки: измерения, обработки данныхи их интерпретации. Эффективность использования очевидна.
Часто бывает необходимым провести опросбольшого количества учащихся, учителей или родителей воспитанников одного илинескольких, иногда расположенных далеко друг от друга, учебных заведений.Традиционно анкетирование проводится с заполнением специально предусмотреннойформы на бумажном носителе. Проведение педагогического исследования методоманкетирования требует материальных затрат на изготовление анкет, а так жезначительных ресурсов по обработке анкетных данных.
Сегодня стала доступной технологиякомпьютерного и Internet- анкетирования. Она позволяет значительно повыситьуровень педагогических исследований, в том числе касающихся качестваобученности, охватить большее число респондентов одного или несколькихучреждения образования в одном или разных районах, а так же снизить трудовыезатраты по обработке данных.
Для обработки количественных данныхполученных в ходе анкетирования, тестирования, ранжирования, регистрации,социометрии, интервью, беседы, наблюдений и педагогического эксперимента частоприменяются математические методы исследования с использованием компьютера.Методами математической или статистической обработки результатов педа­гогическогоэксперимента называются математические приемы, формулы, способы количественныхрасчетов, с помощью которых количественные показатели, получаемые в ходеэксперимента, можно обобщать, приводить в систему, выявляя скрытые в них закономерности.
Таким образом, на этапе сбора и обработкиданных педагогического исследования компьютер сегодня можно считатьнезаменимым. Он в значительной мере облегчает работу исследователя по регистрации,сортировке, хранению и переработке больших объёмов информации, полученных входе эксперимента, наблюдения, бесед, интервью, анкетирования и других методовисследовательской работы. Это позволяет исследователю сэкономить время,избежать ошибок при расчётах и сделать объективные и достоверные выводы изэкспериментальной части работе.
Подводя итог, можно сказать, чтоорганизация и проведение ни одного современного педагогического исследования неможет обойтись сегодня без применения компьютера. Очевидно, что в будущем, срасширением возможностей ЭВМ по переработке информации и разработкойискусственного интеллекта, а также нового программного обеспечения, компьютерстанет не просто многофункциональным инструментом исследования, но и активнымучастником теоретической и экспериментальной работы. Возможно, он будетспособен формализовать и описать явления, считавшиеся ранее недоступными дляматематической обработки и анализа; будет самостоятельно высказывать гипотезы,делать прогнозы и вносить предложения по ходу исследования.
1.4 Повышение эффективностииспользования средств вычислительной техники в процессе обучения
 
Необходимость внедрения компьютернойтехники в учебный процесс уже ни у кого не вызывает сомнения. В целом, вобразовательных учреждениях довольно много компьютеров, хотя зачастую иустаревших. Однако, эффективность их использования в учебном процессе крайнемала. В основном они используются как «печатная машинка» с возможностьюхранения и корректировки разнообразных текстов и в виде учебного пособия науроках информатики.
Низкая эффективность использования ВТ впроцессе обучения отчасти является следствием низкого уровня компьютерной грамотностипреподавателей.
Под компьютерной грамотностью понимаетсяумение находить и воспринимать информацию, применяя компьютерные технологии,создавать объекты и устанавливать связи в гиперсреде, включающей в себя всетипы и носители информации; конструировать объекты и действия в реальном мире иего моделях с помощью компьютера (Институт новых технологий образования). Онаявляется элементом информационной культуры личности, предполагающей способностьчеловека осознать и освоить информационную картину мира как систему символов изнаков, прямых и обратных информационных связей и свободно ориентироваться винформационном обществе, адаптироваться к нему [ Г.М.Коджаспирова. ТСО иметодика их применения].
У преподавателей накоплено большоеколичество материалов, но они не являются доступными. Как правило, тепреподаватели, которые используют ВТ для подготовки занятий, лекций, работаютиндивидуально, а не накапливают все материалы в единой базе данных школы,техникума, ВУЗа и т.д. Таким образом, масса полезных методических и учебныхматериалов, которые можно было бы использовать для повышения качестваобразования, улучшения методической базы, накапливается на локальных жесткихдисках преподавателей. Подготовка интерактивных занятий с применением компьютеровудел энтузиастов-программистов, которых среди преподавателей мало.
Подготовка учебных курсов занимаетогромное количество времени и средств. Преподаватель знает методикупреподнесения материала обучаемым, но не может это сделать с применением компьютера,т.к. отсутствует удобная и простая в использовании среда подготовки занятийпреподавателями. Чтобы получить качественный конечный продукт, специалист в тойили иной предметной области (основной автор) вынужден сотрудничать спрофессиональными программистами, профессиональными психологами, и т.д.Эффективность получаемых в результате программ может быть высокой лишь приусловии, что все «соавторы» примерно в равной степенипрофессиональны, ответственны, добросовестны и т.п., а обеспечить такоесочетание сложнее, чем отыскать одного автора, способного написать хорошийучебник.
Необходимо простое в примененииинструментальное средство, которое поможет преподавателю самостоятельно создатьполноценную обучающую программу без какого-либо вмешательства программистов.
В существующих обучающих компьютерныхкурсах отсутствует обратная связь с преподавателем. База данных не пополняетсяи не обновляется.
В компьютерных уроках необходимообеспечить обратную связь от ученика к преподавателю, что поможет не только повышатькачество полученных учениками знаний, но и дополнять сам курс новымиматериалами и методиками, повышать творческую инициативу учащихся.
Основная масса существующих обучающихпрограмм оставляет желать лучшего. Это связано с тем, что при их разработке невсегда привлекают преподавателей-методистов, делая упор на качество графики,специальные эффекты и качество программирования. Развитие вычислительнойтехники, появление мультимедиа и инструментальных пакетов позволяет в настоящеевремя создавать обучающие компьютерные программы, учитывающие индивидуальныеособенности обучаемого, повышая тем самым уровень освоения материала имотивацию к обучению.
Учебные материалы разбросаны по учебнымзаведениями и не объединены одной доступной базой данных. Преимущества обменаобразовательной информацией между техникумами, ВУЗами и другими учебнымизаведениями не используются. Нет единых стандартов обмена информацией междуучебными заведениями.
Для эффективного использованиякомпьютерной техники в образовательном процессе необходимы простые в применениии изучении инструментальные программные средства, которые помогали бы:
— преподавателю при подготовке занятий исистематизации методического материала;
— учащемуся осваивать новый материал иовладевать новыми технологиями;
— администрации эффективно управлятьобразовательным процессом.
Эти средства должны быть ориентированы наширокий круг пользователей. Нужна система автоматизации образовательногопроцесса, ориентированная на широкий круг пользователей с недостаточным уровнемкомпьютерной грамотности, не требующая серьезной поддержки со стороныквалифицированных программистов.
Как материалы, накопленные преподавателямисделать общедоступными? А как быть с теми материалами, которыепреподаватель-энтузиаст уже накопил на своем локальном диске? Как сделать этиматериалами полезными в рамках всего техникума, ВУЗа или другого учебногозаведения? Преподаватели и методисты могут самостоятельно создавать электронныеучебные материалы и пособия на основе собственного опыта накопленныхинформационных ресурсов и материалов. Будут создаваться базы данных, в которыххранится информация для использования в процессе обучения. В этих базах данныхможет храниться также информация для преподавателей в виде методик ирекомендаций по созданию учебных пособий, а также учебные пособия по работе сновейшими информационными технологиями. Доступ к этим базам данных может бытьобеспечен как с использованием локальных вычислительных сетей образовательныхучреждений, так и глобальной сети Интернет. Это позволит создать единую средудистанционного обучения.
При использовании баз данных естественнымбыло бы рубрицировать информационные ресурсы на основе общепринятыхрубрикаторов образовательных ресурсов. Это позволило бы осуществлять обменматериалами на основе единой информационной среды и обеспечивать сквозной поискматериалов в распределенной базе данных.
Подытоживая вышесказанное, повышениеэффективности использования средств вычислительной техники в процессе обучениязависит в основе своей от повышения уровня компьютерной грамотности средипедагогов, оснащение их современными и простыми в применении инструментальнымисредствами для создания обучающих программ без помощипрограммистов-профессионалов, а также создание и применение единой базы данныхпедагогических наработок.
1.5 Выводы по первой главе
Подводя итог можно сказать, что мыопределили, что качество обученности есть выявленная, в результате многоаспектногоанализа, система усвоенных и применяемых знаний, умений и навыков, соответствующихожидаемому результату обучения, определенного стандартами.
Мы выяснили, что разработка и применениеНИТ определяется необходимостью решения ряда задач, таких как: повышениекачества подготовки учащегося, обладающего современным научным мировоззрением; применениеНИТ в качестве средства учебной, научно-исследовательской и управленческойдеятельности и так далее. Решая эти, актуальные на сегодняшний день, задачи происходитразвитие творческого потенциала обучаемого, умений экспериментально-исследовательскойдеятельности; интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса,повышение его эффективности и качества.
Стало несомненным то, что с помощью компьютера,можно изучить процессы, которые в условиях учебного кабинета продемонстрироватьневозможно, он помогает осуществить дифференцированный подход к каждомуучащемуся, вовремя заметить пробелы в знаниях и устранить их.
Компьютеризированное обучение подчиняетсятой же системе дидактических принципов, что и безмашинное, следовательно, приразработке педагогических программ нужно лишь учитывать спецификукомпьютеризированного обучения
Проведя анализ имеющейся литературы, мыпришли к выводу, что ЭВМ является необходимым и очень важным инструментомпедагогического исследования, потенциал которого далеко не исчерпан.
Повышение эффективности использованиясредств вычислительной техники в процессе обучения зависит в основе своей отповышения уровня компьютерной грамотности среди педагогов, оснащение их современнымии простыми в применении инструментальными средствами для создания обучающихпрограмм без помощи программистов-профессионалов, а также создание и применениеединой базы данных педагогических наработок. Выполнив эти нелегкие задачи, мыубедимся, что компьютерные программы значительно облегчают труд педагога иповышают качество обученности студентов. В экспериментальной части нашей работымы попробуем доказать, что качество обученности меняется с внедрениемкомпьютерных технологий, причем в положительную сторону.

ГЛАВА 2ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДОКАЗАТЕЛЬСТВУ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВАОБУЧЕННОСТИ СТУДЕНТОВ ПРИ ПОМОЩИ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
 
2.1 Теоретическоеобоснование опытно-экспериментальной работы по теме
В первой главе нашей работы былирассмотрены теоретические аспекты проблемы повышения качества обученностистудентов при помощи компьютерных программ.
Проведя теоретическое осмысление проблемы,изучив материал по этому вопросу, мы сделали некоторые выводы (выдвинулигипотезу), которые требуют от нас экспериментальной проверки.
Выбор основных направлений эксперимента,его обоснование, а также определение экспериментальной базы мы проводили с учетомтребований, предъявляемых к качеству обученности студентов.
Для данного исследования важными условиямиэффективности проведения психолого-педагогического эксперимента, с нашей точкизрения, являются:
— предварительный теоретический анализкачества обученности студентов, его истории, изучение массовой педагогическойпрактики, различных данных по этому вопросу, чтобы уменьшить поле экспериментаи его задач;
— конкретное обозначение гипотезы с точкизрения ее новизны, необычности, противоречивости по сравнению с привычнымиустановками, взглядами;
— четкое формулирование задачэксперимента, разработка принципов и критериев, по которым будут оцениваться результаты;
— определение необходимого и достаточногочисла экспериментальных объектов с учетом целей и задач эксперимента;
— доказательство доступности сделанных изматериалов эксперимента выводов и рекомендаций, их преимущества передтрадиционными,
привычными решениями.
Для четкого и последовательного проведенияпсихолого-педагогического эксперимента при его планировании мы определилиосновные этапы работы:
Первый этап – постановка проблемы иактуализация. На этом этапе решаются следующие задачи:
— определение объекта, предмета, цели,задачи, гипотезы, методологических основ;
— анализ условий проведения исследования.
Второй этап – проведение исследования:
— составление плана исследования, выборметодов;
— сбор информации по проводимомуисследованию.
Третий этап – анализ исследования:
— анализ квалификационных работ;
— оформление результатов исследования.
Для более успешного проведения нашегоисследования мы использовали различные методы научно-педагогическогоисследования.
 Методы научно-педагогического исследования– совокупность приемов и операций, направленных на изучение педагогическихявлений и решение разнообразных научно-педагогических проблем. По источникамнакопления информации методы исследования делят на:
— методы исследования теоретическихисточников;
— методы анализа реального педагогическогопроцесса.
Выбор методов исследования обусловлен:
— неоднозначностью протеканияпедагогических процессов, множественностью факторов, одновременно влияющих наих результаты;
— неповторимость педагогических процессов.
В нашей работе мы использовали какэмпирические, так и теоретические методы исследования. Среди теоретическихметодов педагогического исследования мы выбрали:
— изучение психолого-педагогическойлитературы. Работа с литературой дает возможность узнать, какие стороныпроблемы повышения качества знаний средствами вычислительной техники ужедостаточно хорошо изучены, что устарело, а какие вопросы еще не решены;
— метод изучения продуктов деятельности –это исследовательский метод, позволяющий опосредованно изучать сформированностьзнаний, умений и навыков, интересов и способностей человека, развитие различныхпсихических качеств и свойств личности на основе анализа продуктовдеятельности.
Из множества эмпирических методовисследования для своей работы мы выбрали:
— метод наблюдения – специальноорганизованное восприятие исследуемого объекта, процесса или явления вестественных условиях. Наблюдение проводиться по заранее намеченному плану свыделением конкретных объектов наблюдения. Можно выделить следующие этапынаблюдения:
а) определение задачи и цели, выделениеобъекта, разработка схемы наблюдения;
б) фиксирование результатов, выбор способаведения записей;
в) обработка и интерпретация полученной информации.
— метод «беседа». Беседа – самостоятельныйили дополнительный метод исследования, заключающийся в получении информации врамках вопросно-ответной формы разговора, в ходе которой допускаются наводящие,дополнительные и уточняющие вопросы.
— метод констатирующего эксперимента. Вэтом эксперименте исследователь экспериментальным путем устанавливает состояниеизучаемой темы, констатирует факты, связи, зависимости между явлениями. Еслипроведенный констатирующий эксперимент дал положительные результаты, то послеустранения замеченных недостатков приступаем к проведению формирующегоэксперимента.
— метод формирующего эксперимента – видисследования, направленный на проверку гипотезы, требующий строгой логикидоказательства, опирающегося на достоверные факты. Основной особенностьюформирующего эксперимента является то, что в нем сам исследователь активно ипозитивно влияет на изучаемые явления.
При проведении эксперимента соблюдалисьего основные правила:
— установление критериев и признаков, покоторым можно судить об успехе эксперимента и подтверждении гипотезы. В нашемэксперименте показателями будут оценки квалификационных работ, а их повышение –критерием успешности использования компьютерной техники;
— выбор и разработка валидных и надежныхметодов диагностики до и после эксперимента;
— использование убедительных доказательствтого, что эксперимент прошел успешно или не успешно (представим в видетаблицы);
— определение адекватных форм проверкирезультатов;
— характеристика области практическогоприменения результатов эксперимента, формулировка выводов и рекомендаций,вытекающих из проведенного эксперимента.
Обработка результатов экспериментальнойчасти исследования осуществлялись с помощью метода вторичной статистическойобработки. Расчеты по данным эксперимента выполнены с помощью программы Excel.
На наш взгляд выбор методов был сделаноптимально.
2.2 Анализучебно-хозяйственной деятельности.
С целью проверки повышения качестваобученности при использовании компьютерных программ по дисциплине «Гидравлическиеи пневматические системы», была проведена опытно-экспериментальная работа.Опытно-экспериментальной базой исследования послужил Челябинскийгосударственный политехнический техникум. Данный техникум проводит обучение наочном, заочном и очно — заочном отделениях. Обучение идет четыре года, поокончании студенты получают следующие специальности: «Технологиямашиностроения», «ТО и ремонт автотранспорта», «Автоматизация технологическихпроцессов и производств», «Менеджмент», «Программное обеспечение ВТ иавтоматизированных систем». По каждой специальности обучается две группы (однана бюджетной, другая на коммерческой основе). Среднее количество человек вгруппе – 22. Представим динамику количества обучающихся в техникуме по тремпоследним годам обучения в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Динамика количества обучающихсяв ЧГПТСпециальности Учебный год 2003-2004 2004-2005 2005-2006 Технология машиностроения 169 170 176 ТО и ремонт автотранспорта 177 182 188 Автоматизация технологических процессов и производств 172 174 179 Менеджмент 150 155 162 Программное обеспечение ВТ и автоматизированных систем 167 172 175 Итого: 835 853 880
Данный техникум сотрудничает со многимиВУЗами нашего города и не только. К примеру, одним из постоянных заказчиков навыпускников техникума является Московский автодорожный институт, кудаотличников учебы в техникуме принимают без вступительных экзаменов. Такимобразом, реализуется одно из основных направлений работы техникума –обеспечение непрерывного образования студентов (школа – училище – техникум — ВУЗ). Кроме этого работа техникума направлена на:
1. внедрение информационных технологий вучебный процесс;
2. модернизация лабораторно-практическойбазы под исследовательскую работу студентов при практической подготовке;
3. разработка экологического раздела вкурсовых и дипломных работах по конкретным предприятиям.
Выпускников техникума с удовольствиемпринимают на работу на крупнейшие предприятия нашего города и области.Например, завод «Станкомаш» давно является партнером политехническоготехникума, обеспечивая практическую базу при обучении и являясь активнымработодателем.
Рассмотрим преподавательский составтехникума, который обеспечивает надлежащее качество обучения студентов и,соответственно, выпуск квалифицированных специалистов. Динамика педагогическогосостава представлена в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Динамика педагогическогосоставаДолжность или учёная степень Учебный год 2003-2004 2004-2005 2005-2006 1 2 3 4 Кандидат наук 1 2 2 Высшая категория 28 27 27 Первая категория 16 15 15 Вторая категория 13 14 12 1 2 3 4 Ассистент 1 1 Методист 1 1 1 Итого: 59 60 58
Продолжение таблицы 2.2
По данным на 2006 год возрастной составпреподавателей выглядит следующим образом: из пятидесяти восьми человек до 35лет – 12%, от 35 до 50 лет – 60%, свыше 50 лет – 28%.
Таким образом, техникум обладает довольносильным преподавательским потенциалом и имеет достаточно большие научныевозможности, и, следовательно, ей необходимо соответствующеематериально-техническое обеспечение. В техникуме 6 компьютерных классов, в каждомпо 10 машин, из них 10 компьютеров модели Pentium-486, остальные — Pentium-3.Есть выход в Internet. Компьютерная база техникума обновляется каждые 5 лет.Анализ этого компонента позволил выявить, что материально-техническая база(МТБ) постоянно расширяется, о чём свидетельствует анализ данных таблицы 2.3.
Таблица 2.3 – Оснащение студентов ЧГПТкомпьютерной техникойГод Общее кол-во студентов Кол-во учебных компьютеров Отношение кол-ва студентов к кол-ву учебных компьютеров 1996 730 36 20,3 2001 810 45 18 2006 880 60 14,6
Для наглядности представим некоторыепараметры таблицы 2.3 в виде графика на рисунке 1.
/>
Рисунок 1- Отношение количества студентов к количествуучебных компьютеров в ЧГПТ
Соответственно пополнению техникой идет ипополнение программным обеспечением.
Чтобы иметь полную картину учебно-хозяйственнойчасти ЧГПТ проведем анализ фондов данного техникума.
Стоимость основных средств производстваназывают основными фондами. К ним относятся: стоимость здания, построек,оборудования, мебели, инструментов, приспособлений, технических средств обученияи многое другое:
в 2003 – 2004 учебном году основные фондысоставили 10474 тыс. рублей; в 2004 – 2005 учебном году – 10743 тыс. рублей;
в 2005 – 2006 учебном году – 10849 тыс.рублей.
Для определения суммы фондов на одногочеловека педагогического состава воспользуемся формулой (1)
Фп = Ф/Nп,тыс.руб./чел., (1)
где Фп – сумма фондов на преподавателя,тыс.руб./чел.;
 Nп – общее количество педагогов,чел.;
Ф – общая сумма фондов, тыс.руб.
Для определения суммы фондов на одногообучаемого воспользуемся аналогичной формулой:
Фу = Ф/Nу,тыс.руб./чел.,              (2)
где Фу – сумма фондов на одного студента,тыс.руб./чел.;
 Nу – общее количество обучаемых,чел.;
 Ф – общая сумма фондов, тыс.руб.
Итак, рассчитаем для каждого года данныезначения.
2003 – 2004 учебный год:
Фп = 10474 тыс.руб /59 чел. = 177,5 тыс.руб./чел.;
Фу = 10474 тыс.руб /730 чел. = 14,3 тыс.руб./чел.
2004 – 2005 учебный год:
Фп = 10743 тыс.руб /60 чел. = 179 тыс.руб./чел.;
Фу = 10743 тыс.руб /810 чел. = 13,3 тыс.руб./чел.
2005 – 2006 учебный год:
Фп = 10849 тыс.руб /58 чел. = 187 тыс.руб./чел.;
Фу = 10849 тыс.руб /880 чел. = 12,3 тыс.руб./чел.
Результаты расчетовсведены в таблицу 2.4.
Таблица 2.4 –Динамика основных фондов ЧГПТ Показатели 2003 — 2004 2004 — 2005 2005 — 2006 всего % к базовому году всего % к базовому году всего % к базовому году 1 2 3 4 5 6 7 Основные фонды, тыс.руб. 10474 100 10743 102 10849 105
Продолжение таблицы 2.41 2 3 4 5 6 7 Фонды на одного педагога, тыс.руб./чел. 177,5 100 179 101 187 105 Фонды на одного студента, тыс.руб./чел. 14,9 100 14,9 100 14,5 100
Анализ динамикиосновных фондов Челябинского Государственного Политехнического Техникумапоказывает: что по сравнению с увеличением эксплуатационных затрат в связи снеуклонным ростом платы за коммунальные услуги, связь, электроэнергию и т. п. фондывозросли. Но в тоже время, основные фонды соответствуют нормам для реализациипрофессиональных образовательных программ специальностей в соответствии сквалификационными требованиями Государственных Образовательных стандартов.
2.3Результаты опытно-экспериментальной работы и их анализ
Проанализировав учебно-хозяйственную часть,перейдем, непосредственно, к нашей опытно-экспериментальной работе. Дляисследования более наглядной, с нашей точки зрения, явилась дисциплина«Гидравлические и пневматические системы» (в дальнейшем именуемой ГИПС). Ееизучают 6 групп 3-х специальностей (А-379, А-380, Т-381, Т-382, АМ-383,АМ-389), она изучается на третьем курсе, на обучение отводится 1 год. ГИПСотносится к циклу спец. дисциплин, изучает физические явления, связанные сдинамикой и статикой жидкости и газа.
Компьютерное обучение по ГИПС введено с1998года, в частности это: учебные компьютерные программы по расчетугидропривода, по построению схемы гидропривода, лабораторные работы поразличным темам, и тестирование по части тем данной дисциплины. Учебныепрограммы разработаны на основе программных продуктов: Компас-График 2D, 3D(дилер-фирма «АСКОН»); Автопроект, SolidWords.
В ходе эксперимента участвовали две группыстудентов специальности «ТО и ремонт автотранспорта» Т-381: контрольная (1997года обучения) и экспериментальная (2006 года обучения). В дальнейшем дляудобства отображения результатов обозначим контрольную группу Т-381 1997 годаобучения как первую (гр. 1), а экспериментальную группу Т-381 2006 годаобучения как вторую (гр. 2). В контрольной группе выполнение семестровогозадания проходило без применения компьютерной программы, данные об этой группемы получили в архиве техникума. В экспериментальной группе аналогичнаяквалификационная работа выполнялась двумя способами: без применениякомпьютерной программы и с помощью компьютерной техники. Расчет на компьютереявляется вторым этапом выполнения работы. Количество учащихся обеих группсоставляет 18 человек, половозрастной состав обеих групп примерно равный.
Чтобы выяснить влияние компьютерныхпрограмм на качество обученности студентов в гр.2, нами был проведен урок по расчетупараметров гидропривода. Этот расчет является итоговой квалификационной работойпо данному курсу (семестровое задание), в Приложении А представлен вариантрасчета одного из студентов экспериментальной группы. Урок являлся вводным, вПриложении Б представлен план урока.
Опрос свёлся к тому, что у учащихся былвыяснен уровень знания об основных параметрах, которые предстоит рассчитать.После устранения небольших недочетов с помощью отличников дежурный раздалбланки содержания работы (в бланках оставлены пробелы для введения своеговарианта задания) и методички с вариантами заданий. Учащиеся записали в тетрадьпорядок выполнения расчета по пунктам. После ответов на возникшие вопросыучащихся педагог предлагает пересесть за компьютерные столы и объясняет порядоквведения данных в расчетную программу, что, по словам педагога, увеличиваетположительную мотивацию.
За основу оценки результата экспериментанами взят один из критериев – оценочный, соответственно показателем этогокритерия будет количество оценок «хорошо» и «отлично» за выполненную работу.Для выполнения эксперимента мы собрали и обработали данные о полученных студентамиоценках за семестровое задание. В таблице 2.5 мы представили архивные данные обоценках за семестровое задание, выполненное группой 1. Оценки за семестровоезадание, выполненное экспериментальной группой 2, представлены в таблице 2.6.
Таблица 2.5 – Показатели выполнениясеместрового задания группой 1
Список группы Т-381,
март 1997 Оценка за семестровое задание 1 2 1. Абдарахманов Р.Ш. 3 2. Акулов С.А. 3 3. Андреев А.С. 3 4. Аюпов Р.Р. 4 5. Бавткин А.А. 3 6. Барышникова Н.А 5 7. Варов А.Ю. 2 8. Габайдулин В.Р. 3 9. Галлеев А.Р. 4 10.Гурков П.В. 4 11. Кузнецов С.Б. 3  12. Меняйло О.Б. 4 13. РедькинИ.В. 5 14. Решетов Е.П. 3 15. Рязанов М.С. 3 16. Строганов Д.П. 4 17. Фахретдинов Р.Н.. 4 18. Челядинов О.Ю. 5

Таблица 2.6 – Показатели выполнениясеместрового задания группой 2
Список группы Т-381,
март 2006 Оценка за семестровое задание 1 2 1. Абросимов Е. В. 4 2. Гвоздев В. С. 4 3. Грибин А. В. 3 4. Громов Д. С. 5 5. Гронский А. А. 4 6. Грунский Т. А. 3 7. Долгушин Г. А. 3 8. Жданова А. В. 4 9. Зезюков И. А. 4 10. Комардин Д. С. 5 11. Патрушев Н. С. 4 12. Радько А. В. 3 13. Сафиуллина Л. И. 4 14. Сидорин Т. С. 4 15. Федосов В. В. 4
  16. Чистяков Л. С. 5
  17. Шарапова Н. А. 5
  18. Ятчев М. И. 4
 
После того, как мы собрали всеинтересующие нас данные об обеих группах, мы провели исследование, целькоторого доказать повышение качества обученности с помощью внедрения вобразовательный процесс компьютерных программ. Гипотеза исследования: если впроцессе обучения дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» наступени среднего профессионального образования (техникум) использоватькомпьютерные программы, то это будет способствовать повышению качестваобученности учащихся. В начале воспользуемся статистикой критериев знаков исравним оценки двух групп. Результаты сравнительной оценки представлены втаблице 2.7.
Таблица 2.7 – Сравнение оценок группы 1 игруппы 2Порядковый номер учащегося Номер группы  Знак изменения группа 1 группа 2 1 2 3 4 1 3 4 + 2 3 4 + 3 3 3 = 4 4 5 + 5 3 4 + 6 5 3 - 7 2 3 + 8 3 4 + 9 4 4 = 10 4 5 + 11 3 4 + 12 5 3 - 13 4 4 = 14 3 4 + 15 3 4 + 16 4 5 + 17 4 5 + 18 5 4 -
Из таблицы 2.7 видно, что после введения вобучение НИТ оценки более половины студентов изменились в положительную сторону
Обрабатываем результаты таблицы 2.7.
1.        Исключаем случаи равенства иопределяем объем новой выборки, состоящей из пар различающихся результатом: n=18-3=15.
2.        Определяем количество чащевстречающихся знаков: k max = 12 «+».
3.        В таблице 4 [] находим для n=15пограничное значение критерия знаков на 95%-ном уровне достоверности: kтабл =12.
                                      k max (12) = k табл (12), следовательно, мыделаем вывод, что
различия в результатах не случайны, авызваны применением в процессе обучения компьютерных программ, и,следовательно, применение этих программ в дальнейшем также даст положительныерезультаты.
Как известно, наиболее общейхарактеристикой измерения успешности обучения является так называемыйпроцентный показатель успеваемости учащихся, который в последнее время чащеиспользуется в формулировке «процент обученности учащихся». Данный показательучитывает процентное отношение учащихся, успевающих по определенной дисциплинек общему числу учащихся в классе. Другим показателем является процент качествазнаний учащихся (на «4» и «5»). Можно спорить о совершенстве тех или иныхпоказателей в диагностике обучения, но обучение без оценок, как показываетопыт, невозможно. Необходима разработка более объективной системы оценивания, аона возможна, прежде всего, при наличии определенной методики, обеспечивающейсравнимость результатов в системе педагогического мониторинга. Наиболееобъективной из действующих методик измерения обученности класса или группыучащихся, на наш взгляд, является показатель СОК (степень обученности класса)формула (3) В.П. Смирнова:
СОК =                 п5 100% + п464% + п3 36% + п2 16%,      (3)
N
где п5 – количество полученных приисследовании пятерок;
п4 – количество четверок;
п3 – количество троек;
п2 – количество двоек;
N – общее количество учащихся.
Использовав данную формулу при проведенииисследования влияния компьютерных программ на качество обученности, мы получилитакие результаты:
для группы 1: СОК = 3*100% + 6*64% + 8*36%+ 1*16% ;
18
для группы 2: СОК = 4*100% + 10*64% +4*36%
18
Из расчетов видно, что показателиэкспериментальной группы лучше. Результаты расчета сведены в таблицу ипредставлены в графической части.
Статистическаяобработка результатов
1) Констатирующийэксперимент.
Для обработкирезультатов (оценок), полученных после проведения семестровой работы вконтрольной и экспериментальной группах Т-381, воспользуемся методом вторичнойстатистической обработки. В таблице 2.4 представлено сравнение оценок.
Проведемранжирование оценок:
Т-381 (1997): 2, 3,3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5.
Т-381 (2006): 3, 3,3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5.
Для группы Т-381(1997): медиана – 3,5, мода – 3.
Для группы Т-381(2006): медиана – 4, мода – 4.
W – размах значенийоценок;
Для группы Т-381(1997): W═5-2═3 (без применения компьютера);
Для группы Т-381(2006): W═5-3═2 (с применением компьютера), то естьразмах значений оценок уменьшился на 1, это значит, что качество обученности всреднем по группе повысилось.
Sср – средний балл по семестровой работе;
Sср (группа 1) = 3,61, тогда как Sср(группа 2) =4
Sср (группа 1)
2) Формирующийэксперимент.
Вторичные методыстатистических расчетов более сложные, но выявляют скрытые статистическиезакономерности эксперимента.
Для упрощениярасчетов первую и вторую выборки оценок разобьем на девять подгрупп, так какколичество учащихся в группах равное (по 18 человек), в каждой подгруппе по двачеловека. Сведем данные в таблицы.
В таблице 2.8определены меры центральной тенденции и вариативности для группы 1, а в таблице2.9– для группы 2.
Таблица 2.8- Мерыцентральной тенденции и вариативности для группы 1Номер пары Среднее значение оценки в паре Отклонение от медианы Квадрат отклонения 1 2,5 1 1 2 3 0,5 0,25 3 3 0,5 0,25 4 3 0,5 0,25 5 3,5 6 4 -0,5 0,25 7 4 -0,5 0,25 8 4,5 -1 1 9 5 -1,5 2,25 Суммарное квадратное отклонение:                                                                       У ═ 5,5 Значение медианы: 3,5
 Таблица 2.9 — Мерыцентральной тенденции и вариативности для группы 2 Номер пары Среднее значение оценки в паре Отклонение от медианы Квадрат отклонения 1 2 3  4 1 3 1  1 2 3 1 1 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 5 1 1 9 5 1 1 Суммарное квадратное отклонение: У ═ 4 Значение медианы: 4
Определим дисперсию(среднее квадратичное отклонение) по формуле 4:
SІ ═ У / n ,                                       (4)
где n –количество подгрупп (пар);
У — суммарное квадратное отклонение.
Для группы 1: SІ ═5,5/ 9 ═ 0,61;
для группы 2: SІ ═4/ 9 ═ 0,44.
Для сравнения двухвыборочных средних величин, принадлежащих двум совокупностям данных и длярешения вопроса о том, отличаются ли средние значения статистически друг отдруга достоверно, используют критерий Стьюдента (t) (формула 5):
t ═( x1­ x2 ) / √mІ1 + mІ2,              (5)
где x1, x2 –среднее значение по одной и другой выборкам;
m1, m2 – интегрированные показатели отклонений частныхзначений из двух выборок от соответствующих их средних величин: m ═ SІ / n,тогда
для группы 1: m1 ═0,61/ 9 ═ 0,068;
для группы 2: m2 ═0,44/ 9 ═ 0,049, тогда
t ═ ( 3,61- 4) / √0.0046 + 0.0024 ═ 4,65.
По таблице 11 []для заданного числа степеней свободы: n1+n2-2=9+9-2=16, иизбранной вероятности допустимой ошибки 0,05 находим t табл.
Вывод: так как t=4,65>t табл. ═2,12, то педагогические условия статисти- чески значимоповышают качество обученности, что и требовалось доказать.
2.3 Безопасная работа скомпьютером
Успешному проведению исследовательскойработы во многом способствовало соблюдение руководством техникума стандартовпри планировании кабинетов с вычислительной техникой. Таким образом, работа вучебных аудиториях является безопасной и располагающей к повышению качестваобученности.
Рассмотрим основные требованиябезопасности, предъявляемые при работе с компьютером. Очень важно правильноорганизовать рабочее место. Компьютер лучше разместить так, чтобы свет на экранпадал слева. Несмотря на то, что экран светится, занятия должны проходить вхорошо освещенной комнате. Рабочие места с компьютерами должны располагатьсятак, чтобы естественный свет падал с боку, преимущественно слева. Оконныепроемы в помещениях, где используются компьютеры, должны быть оборудованысветорегулируемыми устройствами: жалюзи, занавеси, внешние козырьки. Занавесилучше сделать из однотонной плотной ткани, гармонирующей с окраской стен. Ихширина должна быть в 2 раза больше ширины окна. Внутренняя отделка помещенийоказывает большое влияние на условия освещения. За счет отраженной составляющейосвещение в отдельных зонах помещения может быть увеличено до 20%.
Общие правила организации освещения:        
— избегать большого контраста междуяркостью экрана и окружающего пространства, оптимальным считается ихвыравнивание;
— освещение в кабинетах должно бытьсмешанным: естественным – за счет солнечного света искусственным;
— не работать с компьютером в темномпомещении.
Для освещения кабинетов информатикиследует применять преимущественно люминесцентные лампы. Их располагают в видесплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочихмест, параллельно линии видеомониторов. Наиболее благоприятные показателизрительной работоспособности отмечаются при освещенности рабочего места в 400лк, а экрана дисплея – 300 лк. Чтобы обеспечить нормируемые значения освещенностив кабинетах информатики, следует чистить стекла оконных рам и светильников нереже двух раз в год и своевременно заменять перегоревшие лампы.
Нельзя располагать рабочее место в углахкомнаты или лицом к стене (расстояние от компьютера до стены должно быть неменее 1 м), экраном к окну, а также лицом к окну (свет из окна становитсянежелательной нагрузкой на глаза во время занятий на компьютере).
Расстояние от глаз до экрана компьютерадолжно быть не менее 50 см.
Одновременно за компьютером должензаниматься один ребенок, так как для сидящего сбоку изображение на экране резкоухудшается. Стол и стул должны соответствовать росту ребенка. Поза работающегоза компьютером должна быть такой: корпус выпрямлен, сохранены естественныеизгибы позвоночника и угол наклона таза. Голова наклонена слегка вперед.Уровень глаз на 15 – 20 см выше центра экрана. Необходимо исключить сильныенаклоны туловища, повороты головы и крайние положения суставов конечностей.Угол, образуемый предплечьем и плечом, а также голенью и бедром, должен быть неменее 90є.
В классах, где используются компьютеры,формируются специфические условия окружающей среды: ухудшаются воздушная среда,световая обстановка. Нерегулярное проветривание и отсутствие системкондиционирования приводят к значительному ухудшению микроклимата.
Другая, не менее серьезная проблема –обеспечение электромагнитной безопасности работающих за компьютером. Работающийкомпьютер создает вокруг себя поле с широким частотным спектром, которыйпредставлен:
— электростатическим полем;
— переменным низкочастотным электрическимполем;
— переменным низкочастотным магнитнымполем.
Потенциально возможными вредными факторамимогут быть также:
— рентгеновское и ультрафиолетовоеизлучение электронно-лучевой трубки дисплея ПК;
— электромагнитное излучениенизкочастотного диапазона;
— электромагнитный фон.
Экраны современных дисплеев делают изстекла, непрозрачного для рентгеновского излучения, возникающего в трубке, аультрафиолетовое излучение при испытании не обнаруживается даже в самых старыхмоделях дисплеев. Излучения радиочастотного диапазона от электронных узловкомпьютерной техники также ниже предельно допустимых уровней, регламентируемыхсанитарными нормами. Электростатическое поле возникает за счет электрическогопотенциала на экране дисплея. При этом появляется разность потенциалов междуэкраном дисплея и пользователем ПК. Наличие электростатического поля впространстве вокруг ПК приводит к тому, что пыль из воздуха оседает наклавиатуре и экране дисплея. Однако, как показывает опыт, на практикеобеспечить нормальную электромагнитную обстановку в классе удается далеко невсегда.
Специалисты советуют принять во вниманиеследующее:
1. Помещения, где эксплуатируютсякомпьютеры должно быть удалено от посторонних источников электромагнитныхизлучений (электрощиты, трансформаторы, кабели электропитания с мощнымиэлектропотребителями, радиопередающие устройства и т. д.).
2. Если на окнах помещения имеютсяметаллические решетки, то они должны быть заземлены. Как показывает опыт,несоблюдение этого правила может привести к резкому локальному повышению уровняполей в какой-либо точке помещения и сбоям в работе компьютера.
3. Групповые рабочие места, кабинеты информатики,желательно размещать на нижних этажах здания. Вследствие минимального значениясопротивления заземления именно на нижних этажах зданий существенно снижаетсяобщий электромагнитный фон на рабочих местах с компьютерной техникой.
Какая бы ни была расстановка компьютеров вклассе – периметральная, порядная или центральная, рабочие места с компьютерамиследует размещать так, чтобы расстояние между боковыми стенками дисплеясоседних мониторов было не менее 1,2 м, а расстояние между переднейповерхностью монитора в направлении тыла соседнего монитора – не менее 2 м. такая планировка рабочих мест способствует защите пользователя от электромагнитных излученийсоседних компьютеров.
Регламенты продолжительности занятий,рекомендации по профилактике утомления, требования к обустройству компьютерныхклассов наряду с другими нормативами вошли в Санитарные нормы и правила(СанПиН) 2.2.2.542 – 96 «Гигиенические требования к терминалам, персональнымэлектронно-вычислительным машинам и организации работы». Соблюдение изложенныхв этом документе требований позволит создать безопасные и комфортные условиядля работы учащихся всех возрастов.
Все вышеперечисленные требования в полномобъеме выполняются в Челябинском Государственном Политехническом Техникуме и,безусловно, способствуют более продуктивной работе. (Приложение В).
2.4 Экономическоеобоснование работы
Экономическая целесообразность объектаданной работы важна не только с точки зрения собственно стоимости, но и спозиций социально-экономической эффективности предлагаемых нововведений. Подсоциально-экономической эффективностью, следуя определению М.Н. Тимохина,подразумевается повышение уровня автоматизации труда преподавателя с цельюэкономии его сил и времени, и, как следствие, повышение производительноститруда, под которой в данном случае мы будем понимать увеличение времени напреподавание и сокращение технических и организационных издержек процессаобучения.
Научно-технический прогресс интегрирует совокупностьважнейших факторов роста производительности труда и обеспечивает быстроеразвитие материально-технической базы педагогического процесса, которое находитсвое выражение:
— в росте технической вооруженности трудапедагога за счет ввода в
действие технически более совершенногооборудования;
— в совершенствовании оборудования;
— в разработке использования новыхинформационно-педагогических
технологий;
— в применении передовых методоворганизации труда. [ ]
Таким образом, обосновывая данный проект экономически,рассмотрим следующие критерии его эффективности: издержки на разработкукомпьютерной программы, стоимость затрат на оснащение компьютерного класса,возможность экономии сил и времени преподавателя, уровень научной организациитруда. [ ]
В основе компьютерного обучения лежитпрограммированное обучение с использованием технического устройства высокогоуровня – компьютера. Роль программного обеспечения очень велика, да и стоимостьтоже, в настоящее время на мировом рынке она составляет свыше 70% стоимостикомпьютера. Поэтому мы считаем важным показать на примере какие затраты понеслоучебное заведение, при покупке программы и перепрограммировании. Учебныепрограммы, использующиеся при обучении ГИПС, разработаны на основе программныхпродуктов: Компас-График 2D, 3D (дилер-фирма «АСКОН»); Автопроект, SolidWords.В таблице 2.10 представлены издержки на закупку материалов.
Оценка издержек на разработку программыSolidWords.
Статья 1 – материальные ресурсы.
Таблица 2.10 — Стоимость материалов Наименование товара Единица измерения Цена, руб. Норма расходов, шт. Стоимость, руб. Сетевой ключ аппаратной за- щиты (20мест) шт 3390 1 3390 Дистрибутив на CD шт  120 1 120 Практическое руководство шт 480 1 480 Руководство пользователя шт 900 1 900 Итого: 4890
Транспортно заготовительные расходы:
ТЗР = (У Цтр* Нрасх %) / 100 %, тогда
ТЗР= (4890 * 1%)/ 100% = 48,90 руб.
Ст.1 = У Цтр* Нрасх + ТЗР
Ст.1 = 4890*1+48,90=4938,9 руб.
Статья 2 – оплата труда. В таблице 2.11представлены затраты на заработную плату относительно затраченного времени.
Таблица 2.11 – Оплата трудаДолжность Стоимость 1 часа Количество часов работы Оплата Штатный программист 110 40 4400 Итого: 4400
Ст.2=4400 руб.
Статья 3 – отчисления. В этой статьевключены отчисления в пенсионный фонд(28%), фонд занятости (1,5%), медицинскоестрахование (3,6%), социальное страхование (5,4%), фонд образования (1%),транспортный налог (1%). Всего 40,5% от начисленной заработной платы.
Ст.3= (40,5% * Ст.2) / 100%
Ст.3= (40,5%* 4400) / 0,01=1782 руб.
Статья 4 – расходы на содержание иобслуживание оборудования, в которые включены: стоимость запасных частей,вспомогательных средств и амортизация.
Стоимость компьютера Pentium-486 –18980.00 руб., норма амортизации –4%(КОМ), следовательно, расходы составили759,2 руб.
Во время разработки программы потрачено 76кВт электроэнергии (ЭНЕР), 1 кВт = 1,2 руб., следовательно, затраты на ЭНЕР =91,20 руб.
Ст.4= КОМ + ЭНЕР
Ст.4 = 759,2+91,20=850,40 руб.
Статья 5 – полная себестоимость конечногопродукта.
Ст.5 = У Ст 1 4
Ст.5 =4938,9+4400+1782+850,40 = 11971,3руб.
Таким образом, можно сделать вывод, чтопрограммирование довольно затратная процедура, но так как в продаже нетподобных разработок, это является необходимым и окупаемым элементом. Кромезатрат на программное оснащение компьютера необходим целый ряд других затрат,чтобы обеспечить комфортную работу педагогам и учащимся, и, соответственно,повысить качество обученности. В этот ряд входят и затраты на оснащениекомпьютерного класса.
Представим примерную смету затрат наоснащение компьютерного класса в таблице 2.12.
Таблица 2.12 — Расчет затрат на оснащениекомпьютерного класса.
Наименование
оборудования Кол-во, шт. Стоимость, руб. одной единицы  общая Стол преподавателя 1 1850 1850 Парты 17 1800 30600 Доска створчатая 1 2100 2100 Шкаф 1 2950 2950 Компьютеры и сопутствующее оборудование 10 15000 150000 Тумба 1 1200 1200 Программное обеспечение 1 11971,3 11971,3 Итого: 200671,3
Таким образом, оборудование компьютерногокласса, как и разработка новых компьютерных обучающих программ, требует определенныхкапиталовложений, которые, к сожалению, до сего времени не делает повсеместно Министерствообразования. Так как внедрение компьютеров в процесс обучения повлияет накачество усвоения учебного материала, а значит и на качество подготовки будущихспециалистов, то можно сделать вывод, что с экономической точки зрениявнедрение компьютеров в процесс обучения выгодно.
Рассмотрим процесс внедрения компьютерныхтехнологий в учебный процесс с точки зрения экономической эффективностипреподавательского времени.
Расчет коэффициента использования учебноговремени.
Для определения экономии временипреподавателя мы рассмотрели баланс времени учебного часа — 90 мин, формула (6).Для этого нами был проведен хронометраж занятия.
Тполн=Тпз+Тпреп,                        (6)
где    Тполн — полное время учебного часа,мин;
Тпз — подготовительно-заключительноевремя, которое складывается из времени затраченного на приветствие (Тпр),проверку присутствующих (Тпп), постановку целей и задач занятия (Тц),включение/выключение ТСО (Ттсо), оформление различного рода записей на доске(Тд), подведение итогов (Ти), выдачу домашнего задания (Тдз). Тогда Тпзрассчитаем по формуле (7):
Тпз=Тпр+Тпп+Тц+Ттсо+Тд+Ти+Тдз,                                 (7)
Тпз=0,5+4+2+2,5+11+5,5+2,5=28 мин.
Тпреп — время на преподавание,затрачиваемое на проверку пройденного материала (Тповт), входной контроль(Твх), выполнение самостоятельной работы (Тср), формула (8):
Тпреп= Тповт+Твх+Тср.               (8)
Также это время можно рассчитать какразницу между полным временем и подготовительно-заключительным, формула (9):
Тпреп= Тполн- Тпз,                       (9)
Тпреп= 90-28=62 мин.
Кроме этого, преподавателю необходимозатратить во время занятия время на изображение плоских наглядных изображенийна доске. На это уходит, в зависимости от уровня сложности схемы и изучаемойинформации от 5 до 20 минут. На нашем занятии уйдет приблизительно 11 минут.Это время в данном расчете приплюсовано к полному времени часа.
Таким образом, коэффициент использованиявремени учебного часа найдем как отношение Тпреп к Тполн по формуле (10) впроцентах:
Ки = (Тпреп/Тполн)·100% ,          (10)
Ки = (62 /90) · 100%= 68,9 %
С введением компьютерных программ имеетсявозможность уменьшить подготовительно-заключительное время на 5 минут. Тогда:
Тпреп= 90-23=67 минут.
Коэффициент использования учебного временибудет равен:
Ки=(67/90) ·100%=74,4 %.
Экономия времени составит 5,5%.
Таким образом, как с экономической точкизрения, так и с позиции экономии педагогического времени, можно заключить, чтовнедрение компьютерных технологий в процесс обучения несёт положительныйхарактер.
Расчет общего показателя научнойорганизации труда (/>).
Для расчета уровня НОТ по кабинетуопределим среднеарифметическое на основе частных коэффициентов (/>)
/>,                         (11)
где, К2- оснащенность кабинета;
 К3 — организация рабочих мест учащихся;
 К4 — организация рабочих местпреподавателя;
 К5 — выполнение учебных планов ипрограмм;
 К6 — использование учебного времени;
 К11 — абсолютная и качественнаяуспеваемость;
К13 — психофизиологические,санитарно-гигиенические, эстетические условия;
К14- состояние техники безопасности.
В таблице 2.13 представлены числовыезначения данных частных коэффициентов для имеющегося и ожидаемого уровня НОТ вЧГПТ.
Таблица 2.13 –Значения частныхкоэффициентов КУровень НОТ Частные коэффициенты К2 К3 К4 К5 К6 К11 К13 К14 Ожидаемый 0,7 0,7 0,82 0,99 0,97 0,83 0,96 1 Имеющийся 0,67 0,7 0,445 0,99 0,97 0,83 0,96 1
На рисунке 2 представлено сравнениеимеющегося и ожидаемого уровня НОТ в ЧГПТ.
/>
Рисунок 2 – Сравнение уровней НОТ
Произведя расчет по формуле (11), получим:
для имеющегося уровня НОТ: КНОТ = 6,565,
для ожидаемого уровня НОТ: КНОТ = 6,97.
Из расчета видно, что имеющийся уровеньНОТ немного уступает ожидаемому, а на рисунке наглядно представлено в какихконкретно показателях имеющийся уровень НОТ ниже. Следовательно, необходимостремиться исправить недочеты в оснащении кабинета и в организации рабочегоместа преподавателя.
Выполнение экономического расчетапоказывает экономическую целесообразность и эффективность внедрениякомпьютерной техники в процесс обучения.