Экспериментальная проверка разработанной методики обучения

 

Основной целью экспериментального исследования являлась: проверка гипотезы, согласно которой предложенные содержание и методы обучения по изучению темы «Базы данных» способствуют повышению уровня информационной подготовки учащихся в области технологий хранения и поиска данных, а также положительно влияет на повышение познавательной активности учащихся.

Эксперимент проходил в 2008–2009 учебном году, проводился на базе школы №14 г. Москвы. Экспериментом были охвачены 48 учеников, из которых были сформированы экспериментальная (25 человек) и контрольная (23 человека) группы.

Перед экспериментом ставились две основные задачи. Во-первых, проверить успешность освоения учащимися разработанной темы, степень достижения в процессе обучения темы таких целей, как повышение уровня информационной подготовки учащихся в области технологий поиска и хранения информации, овладение фундаментальными знаниями принципов работы баз данных, а также умениями пользоваться рациональными приемами поиска, отбора, обработки и систематизации информации. Во-вторых, поскольку методологической основой предложенной темы выступает развитие познавательной активности, нас интересовали тенденции изменения особенностей организации опыта учащихся, прошедших обучение по данной теме.

В результате организационно-подготовительного этапа эксперимента были обозначены критерии для оценки эффективности построенной системы задач и методики ее использования в учебном процессе, была построена модель в виде комплекса контрольных параметров эксперимента. К основным критериям относятся следующие:

· системность знания, качество и глубина усвоения материала;

· умение ориентироваться и обоснованно принимать оптимальное решение в информационной среде;

· умения и навыки самостоятельного приобретения знаний, представления и извлечения знаний;

· умения и навыки осуществления экспериментально-поисковой и исследовательской деятельности;

· информационные умения и перенесение навыков с одной предметной области на другую, что позволяет более эффективно использовать компьютерное моделирование как средство познания.

Для оценки результативности обучения по предложенной методике по окончании эксперимента учащимся была предложена контрольная работа, содержащая задачу репродуктивного характера, задачу, требующую переноса знаний, а также исследовательскую задачу. Результаты выполнения итоговой контрольной работы приведены в табл. 2 и отображены на рис. 6.

 

Таблица 2. Распределение учащихся с учетом полученной оценки

Группы	Оценка				Количество учащихся
	5	4	3	2
Экспериментальная группа	8	10	5	2	25
Контрольная группа	3	4	11	5	23
Всего	11	14	16	7	48

Достоверность результатов педагогического эксперимента можно оценить на основе статистической обработки полученных данных по критерию χ² (хи-квадрат) Пирсена [16, 17]. Примем следующие гипотезы: Н0: уровень знаний и умений экспериментальной группы статистически равен уровню знаний и умений контрольной группы; гипотезе HI: уровень знаний и умений экспериментальной группы выше уровня знаний и умений контрольной группы.

Вычисляем значение статистики критерия:

 

_=8,31

 

Выберем уровень значимости α=0,05. В данном случае с=4, значит, число степеней свободы v = с-1=3. По таблицам распределения χ² для v = 3 и α =0,05 критическое значение статистики Ткрит=7.82. Таким образом, выполняется неравенство Тнабл>Ткрит (8,31>7,82). Согласно правилу принятия решений нулевую гипотезу следует отклонить и принять альтернативную гипотезу. Следовательно, с достоверностью 95% различия в уровнях сформированности умений решать задачи по базам данных между учащимися контрольных и экспериментальных классов обусловлены не случайными факторами, а носят закономерный характер. Причиной этого является использование в экспериментальных классах разработанной нами методики изучения баз данных по данной теме.

В качестве критериев интеллектуального роста учащихся были взяты следующие параметры интеллектуальной деятельности:

1. Интеллектуальная эффективность: соотношение правильности и скорости процессов переработки информации. Для измерения показателя использовалась методика «Прогрессивные матрицы» Дж. Равена [23]. Значение показателей «количество правильных ответов» и «количество правильных ответов в единицу времени» для экспериментальных и контрольных классов представлены в табл. 3.

 

Таблица 3. Интеллектуальная эффективность

Показатель	Контрольная группа	Экспериментальная группа
Количество правильных ответов	46%	48%
Количество правильных ответов в единицу времени	1,37	1,76

 

2. Креативность: уровень развития вербальной и невербальной креативности. По нашему предположению предлагаемая методика обучения позволяет актуализировать творческие задатки (потенциальную креативность) учащихся, а их систематическое использование способствует развитию творческого мышления и воображения, а соответственно и повышению познавательной активности. Для доказательства этого мы включили в контрольные тесты два психологических теста на диагностику креативности: тест С. Медника (тест отдаленных ассоциаций), предназначенный для диагностики вербальной креативности, которая определяется как процесс перекомбинирования элементов ситуации [23], и субтест «Завершение картинок» (Complete Figures) из «Фигурной формы теста творческого мышления Торренса» (Figural forms) для диагностики невербальной креативности, которая, в свою очередь, определяется как некоторая способность к «порождению» нового, оригинального продукта в условиях минимальной вербализации [23].

Таким образом, результаты использования названных методов экспериментального исследования подтвердили качество обучения, а также положительные изменения в развитии интеллектуальной деятельности, познавательной активности учащихся. В целом педагогический эксперимент подтвердил достоверность гипотезы и позволил сделать вывод о возможности и целесообразности применения данной системы обучающих заданий в профильном курсе информатики, и об ее эффективности с целью развития познавательной активности учащихся.

Исходя из целей и задач профильного обучения и тех знаний и умений, которые необходимы человеку в условиях информационного общества, были сформулированы цели и задачи обучения базам данных, с целью развития познавательной активности обучающихся, а также представлено содержание темы, разработаны требования к результатам обучения.

На основе анализа методов решения типичных задач баз данных, а также их взаимосвязей и функций была построена система обучающих заданий для данной темы. Решение специально разработанной системы задач по изучению баз данных средствами программирования обеспечивает развитие познавательной активности.

Разработаны методические рекомендации по использованию системы задач при изучении предложенной темы. Особая роль в организации процесса обучения отводится применению методов программирования, методов проблемного обучения, а также таких методов обучения, как метод демонстрационных примеров, метод учебных исследовательских проектов.

Результаты педагогического эксперимента подтвердили необходимость изучения учащимися профильных классов естественнонаучного и физико-математического профилей темы «Базы данных», доступность школьникам изучаемого материала, а также целесообразность предлагаемой методики.

 

 

Заключение

 

В начале работы были поставлены следующие задачи: на основе анализа современного состояния школьной информатики и тенденций ее развития, определить место и роль изучения вопросов применения технологий баз данных для решения практических задач из разнообразных сфер человеческой деятельности в школьном курсе информатики; а также разработать методические рекомендации по темы «Базы данных» на основе применения системы задач, обеспечивающей развитие познавательной активности учащихся.

Данное исследование показывает, что применение разработанной системы задач по теме «Базы данных» позволяет более эффективно реализовать цели и задачи современного образования в области информатики в условиях введения профильного обучения на старшей ступени средней школы. Кроме того, изучение данной темы несет в себе огромный образовательный потенциал, поскольку разработанная система задач позволит повысить математическую и алгоритмическую культуру, привить интерес к информатике через показ, как принципов работы СУБД, так и эффективных решений с помощью компьютера задач реальных баз данных.

Основные результаты, полученные в исследовании, можно сформулировать следующим образом:

Определена роль задачи как основного средства обогащения опыта школьников, сформулированы требования к построению системы обучающих заданий, создающей условия для учета познавательных интересов и склонностей учащихся, а также для формирования основных компонентов интеллекта школьников.

На основе системы обучающих заданий, разработана методика преподавания темы «Базы данных», реализация которой в профильном курсе информатики дает возможность ученику выбирать уровень изучения материала, способствует учету и развитию индивидуальных образовательных возможностей, положительно влияет на развитие интеллектуальной деятельности, познавательной активности учащихся.

Экспериментально подтверждено, что использование системы заданий по теме «Базы данных» способствует:

– повышению уровня информационной подготовки учащихся в области технологий хранения и поиска данных, в частности овладению фундаментальными знаниями принципов работы баз данных, создающими основу для освоения новых технологий, а также умениями пользоваться рациональными приемами поиска, отбора, обработки и систематизации информации;

– положительным изменениям особенностей организации опыта учащихся, а следовательно, развитию познавательной активности учащихся;

– удовлетворению индивидуальных образовательных потребностей и интересов школьников;

– усилению межпредметных связей изучаемой темы с другими науками и высокой прикладной направленности;

– приобретению учащимися опыта творческой деятельности в процессе работы с информационными массивами.

Проведенное исследование не претендует на исчерпывающее решение обозначенной проблемы. В качестве его продолжения предполагается дальнейшее изучение возможности применения разработанной методики к преподавания других разделов курса информатики, может быть, не только в области профильного, но и основного образования.

 

 

Список литературы

 

1. Абульханова, К.А. Психология и сознание личности (проблемы методологии, теории и исследования реальной личности): избран. психол. труды [Текст] / К.А. Абульханова // Гл. ред. Д.И. Фельдштейн. – Москва – Воронеж: МОДЭК, 1990. 224 с.

2. Абульханова-Славская, К.А. Стратегия жизни. [Текст] / К.А. Абульханова-Славская // М.: Мысль, 1991. 299 с.

3. Ананьев, Б.Г. Избранные психологические труды в 2-х т. [Текст] / Б.Г. Ананьев // М., 1980.

4. Анохин, П.К. Очерки по физиологии функциональных систем / П.К. Анохин [Текст] // Медицина, 1975.

5. Батищев, Г.С. Деятельностная сущность человека в современной философии. [Текст] / Г.С. Батищев // М., 1990.

6. Басин, Ф.В. Проблема бессознательного [Текст] / Ф.В. Басин // М., Медицина, 1968.

7. Бешенков, С.А. Дидактические основы профильного обучения информатике [Текст]: автореф. дис. д-ра пед. наук / С.А. Бешенков – М, 1993.

8. Богомолова, Е.В. Методика изучения способов интеграции информационных технологий в профильном курсе информатики гуманитарных классов средней школы [Текст]: дис. канд. пед. наук / Е.В. Богомолова. – М., 1999.

9. Богоявленская, Д.Б. Пути к творчеству [Текст] / Д.Б. Богоявленская // М., 1981.

10. Бутова, Н.В. Содержание профильного курса информатики для средних профессиональных учебных заведений [Текст]: дис. канд. пед. наук / Н.В. Бутова. – Курск, 2002

11. Васенина, Е.А. Общение на уроке информатики [Текст] / Е.А. Васенина, С.М. Окулов // Информатика и образование. – 2004. – №8. – С. 12–18.

12. Выготский, Л.С. Психология развития как феномен культуры: избран. психол. труды. [Текст] / Л.С. Выготский // Под ред. М.Г. Ярошевкого. – Москва-Воронеж: МОДЭК, 1996. 512 с.

13. Галыгина, Л.В. Изучение информационных и коммуникационных технологий в профильных курсах информатики [Текст]: дисс….канд. пед. наук / Л.В. Галыгина. – М., 2001.

14. Гейн, А.Г. Изучение информационного моделирования как средство реализации межпредметных связей информатики с дисциплинами естественнонаучного цикла [Текст]: автореф. дис. д-ра пед. наук / А.Г. Гейн. – М., 2000.

15. Горлицкая, С.И. Метод проектов в развивающем обучении информатике [Текст]: дисс. канд. пед. наук / С.И. Горлицкая. – М., 1995.

16. Грабарь, М.И. Измерение и оценка результатов обучения [Текст] / М.И. Грабарь. – М.: ИОСО-РАО, 2000.

17. Грабарь, М.И. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы [Текст] / М.И. Грабарь, К.А. Краснянская – М.: Педагогика, 1977.

18. Давыдов, В.В. Теория развивающего обучения. [Текст] / В.В. Давыдов // М.: ИНТОР, 1996. 544 с.

19. Давыдова, Н.А. Технология формирования содержания образования по информатике в профильных классах общеобразовательных школ [Текст]: дис…. канд. пед. наук / Н, А. Давыдова. – Челябинск, 2002.

20. Данилина, И.И. Обучение информатике в условиях профильной дифференциации (на примере курса экологической направленности) [Текст]: дис. канд. пед наук / И.И. Данилина – Екатеринбург, 1998.

21. Дейт, К.Дж. Введение в системы баз данных [Текст] / К.Дж. Дейт: пер. с англ. – 6-е изд. – Киев; М.: ДИАЛЕКТИКА, 1998. – 784 с.

22. Джидарьян, И.А. Категория активности и ее место в системе психологического знания. [Текст] Категории материалистической диалектики в психологии. / И.А. Джидарьян // М.: Наука, 1988. С. 56–87.

23. Дружинин, В.Н. Психология общих способностей. [Текст] / В.Н. Дружинин. – СПб.: Питер, 2000. – 368 с.

24. Захарова, Т.Б. Профильная дифференциация обучения информатике на старшей ступени школы [Текст] / Т.Б. Захарова. – М.: Педагогика, 1997. -212 с.

25. Зильберман, Б.Г. Проблемные задания в процессе изложения новых знаний, как средство развития познавательной самостоятельности учащихся школы. [Текст] / Б.Г. Зильберман // Автореф. канд. дисс. М., 1969.

26. Золотова, С.И. Практикум по Access [Текст] / С.И. Золотова // Информатика и образование, 2002. №9, №12; 2003, №1–3, №5.

27. Информатика. 10–11 класс. [Текст] / Под ред. Н.В. Макаровой. – СПб: Питер, 2000.

28. Информатика. Базовый курс для 7–9 классов. [Текст] / Под ред. Семакина И.И др. – М.: Лаборатория базовых знаний, 1999.

29. Каган, М.С. Человеческая деятельность. Опыт системного анализа. [Текст] / М.С. Каган // М.: Политиздат, 1974. 328 с.

30. Каган, М.С. Философская теория ценностей. [Текст] / Каган М.С. // СПб., ТОО ТК «Петрополис», 1997. 205 с.

31. Калошина, И.П. Структура и механизмы творческой деятельности. [Текст] / Калошина И.П. // М., 1983.

32. Климов, Е.А. Индивидуальный стиль деятельности. [Текст] / Е.А. Климов // Казань, 1969.

33. Колягин, Ю.М. Профильная дифференциация обучения математике [Текст] / Ю.М. Колягин [и др.] // Математика в школе. – 1990. – №4.

34. Коляда, Е.П. Развитие логического мышления учащихся-подростков на основе межпредметных задач (математика, информатика) [Текст]: дисс. канд. пед. наук / Е.П. Коляда. – Саратов, 1996.