Методика проведения сравнительного педагогического эксперимента
В качестве основы методики рассматривается сравнительный педагогический эксперимент, в котором проверке подлежат выдвинутые рабочие гипотезы, например, возможность повышения качества и прочности усвоения учебного материала, усиления мотивации и активности обучающихся при использовании в образовательном процессе новых информационных технологий обучения. Для обеспечения возможности сравнения результатов педагогического эксперимента целесообразно разделить обучающихся на экспериментальные и контрольные группы, а также выявить начальный и итоговый уровень их обученности для получения точной картины состояния знаний, навыков и умений до и после эксперимента. С учетом сказанного предлагается следующая схема проведения сравнительного педагогического эксперимента (см. рис. 2.1). Первый этап включает в себя выбор и выравнивание контрольных и экспериментальных групп на основе проведения входного тестирования, а также определение варьируемых и не варьируемых условий эксперимента. Тестирование производится с использованием педагогических тестов - системы заданий возрастающей трудности, с целью определения начального уровня обученности студентов. По результатам тестирования производится выбор экспериментальных и контрольных групп. Проверку их однородности и тем самым правильность выборки целесообразно осуществлять с использованием t - критерия Стьюдента (равенство средних), критерия (хи-квадрат) или f - критерия Фишера (однородность дисперсии), позволяющих учитывать психофизиологические свойства обучающихся и уровень их подготовленности. Рисунок 2.1 – Схема педагогического эксперимента На примере использования t - критерия Стьюдента для независимых переменных покажем, как может быть произведена оценка однородности контрольных и экспериментальных групп. Критерий Стьюдента (или t-критерий) широко применим в практике проверки статистических гипотез о равенстве средних значений двух выборок или среднего значения выборки с неким значением (целевым показателем). В последнем случае различают двухсторонние (предположение о равенстве среднего и целевого значений) и односторонние (предположение, что среднее арифметическое значение больше или меньше целевого) гипотезы. Использование данного критерия предполагает сравнение распределения наблюдаемой величины с распределением Стьюдента. В простейшем случае табличное значение критерия Стьюдента сравнивается с расчетным и на основании этого исследователь делает вывод в пользу нулевой или альтернативной гипотезы. В данном случае предполагается выдвижение двух гипотез: нулевой гипотезы (Н0), согласно которой различия уровня подготовленности обучающихся недостаточно значительны и поэтому распределение оценок относится к одной генеральной совокупности, т.е. выборка произведена правильно, и альтернативной гипотезы (H1), согласно которой различия между обоими распределениями достаточно значительны и связаны с малым объемом выборки. В психологии и педагогике принято считать, что нулевую гипотезу можно отвергнуть в пользу альтернативной, если по результатам статистического анализа вероятность случайного возникновения найденного различия не превышает 5 из 100. Если же это уровень достоверности не достигается, считается, что разница вполне может быть случайной и поэтому нельзя отбросить нулевую гипотезу. Таким образом, требуется доказать, что распределение оценок при входном тестирование в контрольной и экспериментальной группах являются выборками из одной генеральной совокупности, то есть, что нулевая гипотеза верна. Для определения достоверности разницы средних при двух независимых выборках целесообразно использовать метод Стьюдента и по формуле (2.1) определить значение его t – критерия.
t= (2.1)
где М1 и М2 - среднее значение первой и второй выборок; S1 и S2 - дисперсия (среднеквадратическое отклонение) соответственно для первой и второй выборок; n1 и n2 - количество оценок в первой и второй выборках. Дисперсия определяется по формуле:
= (2.2)
где - квадрат отклонений отдельных значений признаков от средней арифметической; n - количество признаков. Геометрически является показателем того, насколько кривая распределение оценок размыта относительно ее среднего арифметического значения. Определив дисперсию, целесообразно рассчитать значение t - критерия Стьюдента и сравнить его с табличным, приведенным в соответствующих справочных материалах (Приложение А ). Подсчет числа степеней свободы осуществляется по формуле: df(n-1)=(n1 – 1)+(n2 -1)= n1+ n2 – 2, где n1 и n2 соответственно количество оценок в первой и второй выборках. Если табличное значение t больше чем расчетное (tтабл > t), делается вывод о том, что нулевая гипотеза не отвергается и обе выборки относятся к одной генеральной совокупности, то есть, они однородны для уровня достоверности 0,05 (вероятность 5%), что и требовалось доказать. Если же расчетное значение t оказывается больше чем табличное (tтабл < t), то следует говорить о том, что сделанные выборки (для уровня достоверности 0,05) не относятся к одной генеральной совокупности. А это значит, что выбранные контрольная и экспериментальная группы не являются однородными. Полученные результаты целесообразно перепроверить с использованием критерия или f - критерия Фишера. Рассмотрим для примера порядок проверки полученных результатов с использованием критерия . В этом случае применяется формула (2.3). = (2.3)
где n1 и n2 - количество оценок у слушателей в контрольной и экспериментальной группе; ni1 и ni2 - среднеарифметическое значение успеваемости в контрольной и экспериментальной группах. Получив расчетное значение , необходимо, как и в предыдущем случае сравнить его с табличным значением (при уровне значимости менее 5%), взятым из справочных источников (Приложение Б). Если табл. > , то это означает, что нулевая гипотеза не отклоняется и следует считать контрольную и экспериментальную группы выборками из одной генеральной совокупности. Таким образом, с помощью t - критерия Стьюдента или критерия можно сделать вывод об однородности или неоднородности контрольной и экспериментальной групп. На данном этапе следует определить, а при необходимости уточнить, варьируемые (подлежащие изменению) и не варьируемые условия проведения эксперимента. В качестве варьируемых условий эксперимента могут рассматриваться следующие: ¾ уроки проводятся с контрольной группой в аудитории, а с экспериментальной группой в дисплейном классе; ¾ в экспериментальной группе средством самостоятельного изучения учебного материала выступает комплект компьютерных средств, а в контрольной группе - традиционный учебник (учебное пособие или другое традиционное средство обучения); ¾ в экспериментальной группе школьники имеют возможность провести текущий контроль своих знаний, используя специальную компьютерную программу, а в контрольной такая возможность не предусмотрена и т.д. В качестве не варьируемых условий проведения эксперимента можно рассматривать, например: ¾ изучение одинаковой для контрольной и экспериментальной групп дозы учебной информации; ¾ постановка одинаковых для обеих групп дидактических задач и др. Второй этап является наиболее ответственным и включает собственно проведение педагогического эксперимента. В ходе него могут проводиться: уроки по запланированной теме в контрольной и экспериментальной группах, внеклассная работа, лабораторны работы и т. п.. Но, если в экспериментальной группе обучение проводится с использованием, например, информационной технологии обучения, то в контрольной это делается с применением только традиционных методик обучения. Третий этап включает выходное тестирование и может проводиться на итоговых занятиях с целью определения достигнутого уровня обученности школьников, который должен соответствовать изначально заданным дидактическим целям. Методом определения в этом случае выступает, как и на первом этапе, - педагогическое тестирование. Проверку достоверности полученных результатов целесообразно осуществлять с использованием t-критерия Стьюдента, но уже при зависимых выборках, к которым относятся результаты одной и той же группы респондентов до и после эксперимента (воздействия независимой переменной). Для этих целей можно воспользоваться формулой:
(2.4)
где - разность между результатами в каждой сравниваемой паре до и после эксперимента; - сумма этих частных разностей; - сумма квадратов частных разностей; n – число обучающихся. Если tтабл > t то Р < 0,05 и результат достоверен. Это означает, что нулевая гипотеза отвергается и разница между выборками является достоверной. Примеры проверки статистических гипотез по рассмотренным критериям для независимых и зависимых выборок приведены в Приложении В. Это свидетельствует о том, что на данную разницу оказало влияние введение независимой переменной, например, обучение с применением новой информационной технологии обучения. Четвертый этап (выходное анкетирование) проводится в экспериментальных группах с целью выявления субъективной оценки обучающихся качества проведения с ними учебных занятий с использованием информационной технологии обучения. Здесь целесообразно особое внимание уделить определению мотивации обучения с применением комплекта компьютерных средств, а также оценке психологической и психофизиологической нагрузки, испытываемой респондентами в период экспериментального обучения. На каждом этапе сравнительного педагогического эксперимента целесообразно производить сбор эмпирического материала, его статистическую обработку и предварительный анализ полученных результатов. На завершающих этапах по разности результатов предварительного и итогового педагогического тестирования, определяется сравнительная эффективность применения новой информационной технологии обучения и традиционной методики обучения. В этом случае измерение и оценку дидактической эффективности можно с достаточной степенью достоверности производить по количественно-качественным показателям учебного процесса путем обобщения и сравнения одних статистических данных с другими. Такими показателями выступают выбранные и обоснованные критерии эффективности, которые можно рассматривать как обобщенные результаты достижения поставленных целей. При проведении сравнительного педагогического эксперимента оценку дидактической эффективности применения в учебном процессе информационной технологии обучения предлагается производить, используя следующий математический аппарат. В общем виде эффективность применения в учебном процессе информационной технологии обучения (ИТО) можно определить по формуле: , (2.5) где Ро - результаты, достигнутые в процессе обучения. Определяются на основе как качественных, так и количественных показателей; Рц - результаты, соответствующие целям обучения, выраженные в соответствующих параметрах. Для проведения сравнительного анализа эффективности применения в учебном процессе информационной технологии обучения и традиционной технологии обучения целесообразно воспользоваться следующей формулой:
Эито= (2.6)
где Эито - эффективность информационной технологии обучения; Сэ - сумма оценок, полученных экспериментальной группой по итогам обучения с ее использованием; Ск - сумма оценок, полученных контрольной группой. Если затраты времени на обучение при использовании информационной технологии обучения и традиционной технологии обучения различны, то эффективность первой определяется по формуле:
Эито = (2.7)
где Квр - временной коэффициент, который выводится через отношения времени, необходимого на обучения в контрольной группе, ко времени, затраченному на подготовку слушателей экспериментальной группы , (2.8)
В качестве одного из основных критериев оценки эффективности применения информационной технологии обучения в педагогических исследованиях часто используется коэффициент оценки (уровня знаний) Ко:
(2.9)
где - оценка за группу, полученная с использованием ИТО; - оценка за группу, полученная при традиционной технологии обучения. В случае если применение в учебном процессе информационной технологии обучения является более эффективным чем использование традиционной технологии обучения, значение коэффициента Ко должно быть больше единицы. (В научных публикациях встречаются данные о повышении уровня знаний в 1,5 - 3 раза. т.е. Ко = 1,5-3).
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (4763)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |