Закономерности педагогической диагностики успешности обучения математике в контексте информатизации образования

УДК 51(07) ББК 74.262.21

Е.А. Суховиенко

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПЕДАГОГИЧЕСКОй ДИАГНОСТИКИ УСПЕШНОСТИ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ

в контексте информатизации ОБРАЗОВАНИЯ

В статье показаны закономерности педагогической диагностики в контексте информатизации образования, фиксирующие связи между проявлением сущностных характеристик педагогической диагностики на основе информационных технологий и эффективностью диагностической деятельности педагога, направленной на выявление и стимулирование успешности обучения школьников математике. Описано экспериментальное подтверждение выявленных закономерностей с использованием статистических критериев Фишера и Спирмена.

Ключевые слова: закономерность, педагогическая диагностика, информаизация, успешность обучения математике.

Е.А. Sukhovienko

REGULARITIES OF PEDAGOGICAL DIAGNOSTICS OF SUCCESSFUL MATH LEARNING IN THE CONTExT OF INFORMATIZATION OF EDUCATION

The article shows the regularities of educational assessment in the context of informatization of education, retaining the link between expression of the essential characteristics of educational assessment, based on information technology and the effectiveness of the diagnostic work of the teacher, aimed at identifying and encouraging successful learning math students. Experimental confirmation of the revealed laws using statistical tests of Fisher and Spearman is described.

Key words: regularity, pedagogical diagnostics, computerization, the success of teaching mathematics.

0

1

Ф S ca о

x >

О <

ш

Как сказано в Концепции развития математического образования в Российской Федерации, «повышение уровня математической образованности сделает более полноценной жизнь россиян в современном обществе, обеспечит потребности в квалифицированных специалистах для наукоемкого и высокотехнологичного производства» [2]. В Концепции, в частности, поставлена задача предоставления учителям инструментов диагностики (в том числе автоматизированной).

Под педагогической диагностикой мы понимаем познавательную и преобразующую деятельность, направленную на изучение педагогических процессов на основе сопоставления их с эталонными образцами с помощью алгоритма распознавания для обеспечения эффектив-

ного управления этими процессами. Осуществление целей и задач диагностики требует поиска адекватных им средств и методов. Внимание педагогов в качестве таких средств и методов привлекают современные информационные технологии. Следствием информатизации образования является изменение многих педагогических явлений, в том числе и педагогической диагностики. В Российской педагогической энциклопедии отмечается, что информатизация образования, в широком смысле, - комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией; в узком смысле - внедрение в учреждения системы образования информационных средств, основанных на микропроцессорной тех-

нике, а также информационной продукции и педагогических технологий, основанных на этих средствах [6].

Создание средств педагогической диагностики, основанных на информационных технологиях, требует формулирования принципов диагностического познания, которые в свою очередь должны опираться на объективные закономерности педагогической диагностики в контексте информатизации образования.

Закономерность - категория, отражающая объективные, существующие независимо от нашей воли отношения. Рассмотрим закономерности педагогической диагностики, приведенные в работах некоторых исследователей этого явления. Описание таких закономерностей встречается не у всех авторов: в исследовании Е.А. Михайлычева [4] представлены принципы педагогической диагностики без предварительного изучения обосновывающих их закономерностей. В диссертации М.Г. Минина [3] в качестве теоретических оснований в концепции проектирования комплекса диагностики качества знаний указываются закономерности и способы формализации знаний и закономерности подготовки, принятия и реализации управленческих решений. Эти закономерности описывают один из аспектов диагностики (семиотический) и связаны с анализом диагностируемого явления и формулированием требований к диагнозу как основанию для принятия управленческих решений.

А.А. Попова [5] рассматривает результат педагогической диагностики как средство для регулирования обучения, а основой исследования диагностической деятельности считает следующие закономерности: функциональность, цикличность процесса познания обеспечивают регулирование познавательного образа для снижения уровня его субъективности; процесс регулирования обучения для получения оптимальных результатов связан с определением цели, направления и количественных характеристик познавательного образа. Эти закономерности описывают отношения и связи диагностики как вида познания и поэтому нуждаются в конкретизации для приме-

нения их к педагогической диагностике как виду педагогической деятельности.

Закономерности педагогической диагностики в контексте информатизации образования фиксируют связи между проявлением сущностных характеристик педагогической диагностики на основе информационных технологий, с одной стороны, и эффективностью диагностической деятельности педагога, с другой.

Как показывают отечественные и зарубежные исследования, информатизация способна стать мощным средством гуманизации образования. Положительная черта информатизации образования, к которой мы относим индивидуализацию обучения, - переход от внешнего контроля к самоконтролю. Отрицательные - опасность снижения качества образования за счет пассивного потребления учащимися информационных услуг, уменьшение воспитывающей роли обучения в силу уменьшения объема непосредственного общения с педагогом. Данные черты выдвигают на первый план задачу обеспечения успешности обучения учащихся как важнейшего средства гуманизации образования. В условиях информатизации цели, содержание, средства и методы педагогической диагностики должны влиять на эффективность процесса обучения, обеспечивая успешность обучения учащихся. Сущностными чертами педагогической диагностики в контексте информатизации образования являются мультимедийность, вариативность и усиление преобразующего характера. Эти черты связаны с реализацией педагогических целей диагностики.

Успешностью обучения мы считаем полное достижение его целей, обеспечивающее развитие и саморазвитие ученика. Такое широкое понимание успешности требует вариативности диагностики. Успешность обучения предполагает активизацию деятельности учащихся, которую в условиях информатизации обеспечивает мультимедийность средств диагностики. Усиление преобразующего характера педагогической диагностики в ее влиянии на успешность обучения учащихся также обеспечивается ее вариативностью и мультимедийностью. Поэтому

X

ф

т

vir

о

н

о _

о 5 р

Ф ей с О о П >>ГО

2ю S о

1- го

ГО со

8 л

Ф-& т I

2 Ф ГО о

4 * ф ф

н ° ^

о С0

5 и

о. ^ Ф S

0 ?

1 S

о Ф

* t ГО ГО

СО S

о

X

ф

^

ш о

X

О <

и]

имеет место закономерность: вариативность и мультимедийность педагогической диагностики в контексте информатизации образования закономерно влияют на успешность обучения учащихся математике.

Цели, содержание, средства и методы педагогической диагностики в условиях информационных технологий приобретают свойство технологичности, инстру-ментализованности и формализованно-сти. Технологичность и инструментали-зованность педагогической диагностики в контексте информатизации образования служат облегчению педагогического труда, освобождая его от рутинных операций в условиях массовости образования. Кроме того, педагогическая диагностика в условиях информатизации усиливает достоверность и полноту диагностического познания. А.П. Ершов [1] указывал, что информатизация может очистить информационную структуру общества от искажающего влияния субъективного фактора, что справедливо и для педагогической диагностики в контексте информатизации образования. Повышение объективности диагностики обусловлено ее формализованностью и достигается за счет выбора объективных сущностных показателей и строгого следования алгоритму диагностирования.

Информатизация позволяет участникам образовательного процесса оперативно получать диагностические данные. Большие перспективы оперативной диагностики открываются в связи с реализацией дистанционного образования, индивидуализацией образовательных программ и т.д.

Таким образом, имеет место следующая закономерность педагогической диагностики в контексте информатизации образования: технологичность, форма-лизованность и инструментализованность педагогической диагностики в контексте информатизации образования закономерно определяют оперативность, полноту и достоверность выявления успешности обучения математике.

Экспериментальное подтверждение выявленных теоретически закономерно-

стей потребовало создания компьютерных средств и методов педагогической диагностики. В нашем исследовании педагогическая диагностика в контексте информатизации образования реализуется в составе электронного учебника, в основе которого лежит явное выделение структуры учебного материала и представление ее в виде ориентированного графа. Электронный учебник включает в себя мониторинг, т.е. систему сбора, обработки, хранения и представления диагностической информации. Сбор информации проводится с помощью тестирования. Компоненты системы педагогической диагностики - корректировочный, прогностический и рефлексивно-обучающий - предназначены для диагностики успешности обучения школьников и одновременно должны способствовать ей. Созданные нами средства педагогической диагностики на основе информационных технологий обладают свойствами вариативности и мультимедийности. Вариативность системы педагогической диагностики успешности обучения в контексте информатизации образования достигается в результате наполнения ее компонентов различным содержанием в соответствии с их целями и задачами. Тестовые задания мониторинга были снабжены мультимедийными иллюстрациями, реализующими свойство мульти-медийности педагогической диагностики (рис. 1).

Успешность как соответствие целей и результатов обучения является одним из показателей эффективности диагностики. Инструменты педагогической диагностики, реализованные в виде мониторинга в составе электронных учебников математики, сами являются средством для измерения успешности обучения. В качестве показателя успешности обучения учащихся мы использовали коэффициент усвоения учебного материала -процент учащихся, усвоивших материал на уровне не менее удовлетворительного (не менее 70 % усвоения учебного материала). Результаты опытно-поисковой работы представлены в таблицах 1 и 2.

Рис. 1. Мультимедийная иллюстрация к тестовому заданию

Табл. 1. Успешность обучения

Э К

Число учащихся Число усвоивших учебный материал Число учащихся Число усвоивших учебный материал

87 53

X

ф

т

£

о

н

о _

о 5 р

ф со с О

о П

>< ГО ^ ^

^ о

* I

1- го

ГО со

* й и -

т I

£ ф ГО о

4 * ф ф

и ° ^

о СО

5 «

о. ^ ф ^

0 ?

1 ^

о ф

* ь

ГО ГО СО 2

Статистический анализ исходных данных, проведенных с помощью углового преобразования ф* Фишера, показал, что начальные различия контрольной и экспериментальной групп статистически незначимы.

Табл. 2. Успешность обучения

Э К

Число учащихся Число усвоивших учебный материал Число учащихся Число усвоивших учебный материал

87 71

На этот раз статистический анализ на основе ф* критерия Фишера показал статистически значимые различия в успеваемости контрольной и экспериментальной групп на уровне значимости 0,05. Это подтверждает первую выявленную закономерность, обозначающую взаимосвязь вариативности и мультимедийности педагогической диагностики в контексте информатизации образования и успешности обучения учащихся.

Подтверждением истинности второй выявленной закономерности является соответствие анализа ошибок и недочетов с помощью информационных технологий педагогической диагностики результатам, полученным традиционными способами. Соответствие выявления ошибок и недочетов компьютерными и традиционными методами устанавливалось методами экспертной оценки.

Группа экспертов - учителей математики - описывала пробелы и недочеты в подготовке учащихся на основе анализа продуктов их деятельности (тетрадей с письменными работами в соответствии со схемой анализа результатов обучения на основе структуры учебного материала).

Экспертная группа состояла из 40 человек, что соответствует расчету по формуле из пособия В.С. Черепанова [7] при точности измерения усвоения струк-

турной единицы 10 % и доверительной вероятности экспертной оценки 0,7.

На протяжении опытно-поисковой работы оценивалось усвоение содержания обучения по каждому тесту каждого из учащихся экспериментальной группы (87 человек). Результат сопоставления экспертных оценок с результатами компьютерного тестирования учащихся оценивался с помощью вычисления рангового коэффициента корреляции Спирмена (табл. 3).

Эксперимент показал наличие статистически значимой и положительной корреляции между оценкой усвоения методом компьютерного тестирования и методом экспертных оценок. В 78 % случаев коэффициент ранговой корреляции Спирмена превысил критическое значение на уровне значимости 0,01, и в 89 % - на уровне значимости 0,05.

Табл. 3. Сопоставление результата компьютерного тестирования и экспертной оценки результатов усвоения § 30 «Усеченная пирамида» учеником К

Структурные единицы §30 Результат компьютерного тестирования % Ранг Результат экспертной оценки % Ранг d2

Усеченная пирамида 75 5,5 82 6 0,25

Высота усеченной пирамиды 66,7 3,5 71 4 0,25

Свойство боковых граней усеченной пирамиды 100 7 95 7 0

Правильная усеченная пирамида 50 1,5 63 1 0,25

Свойство правильной усеченной пирамиды 75 5,5 72 5 0,25

Площадь боковой поверхности усеченной пирамиды 66,7 3,5 68 3 0,25

Площадь боковой поверхности правильной усеченной пирамиды 50 1,5 64 2 0,25

Итак, показатели усвоения, выявленные с помощью компьютерного тестирования, коррелируют с показателями усвоения, определенными группой экспертов, т.е. диагностика на основе информационных технологий выявляет пробелы и недочеты в подготовке учащихся не хуже, чем традиционные способы. Дополнительным показателем послужило уменьшение затрат труда педагога за счет технологизации диагности-

ки при улучшении результатов обучения. Таким образом, была экспериментально доказана статистическая устойчивость закономерности, раскрывающей влияние технологичности, формализован-ности и инструментализованности педагогической диагностики в контексте информатизации образования на оперативность, полноту и достоверность выявления успешности обучения учащихся математике.

Библиографический список

1. Ершов, А.П. Информатизация: от компьютерной грамотности к информационной культуре общества [Текст] / А.П. Ершов // Коммунист. - 1988. - № 2. - С. 88-92.

2. Концепция развития математического образования в Российской Федерации. Распоряжение Правительства РФ от 24 декабря 2013 г. № 2506-р.

3. Минин, М.Г. Теоретические и практические проблемы диагностики качества обучения в школе и в вузе на основе компьютерных технологий (опыт разработки и методика использования) [Текст]: дис. ... д-ра пед. наук / М.Г. Минин. - М., 2001. - 332 с.

4. Михайлычев, Е. А. Теоретические основы педагогической диагностики [Текст]: дис. ... д-ра пед. наук / Е.А. Михайлычев. - Бухара, 1991. - 401 с.

5. Попова, А.А. Теоретические основы подготовки учителя к диагностической деятельности [Текст]: дис. ... д-ра пед. наук / А.А. Попова. - Челябинск, 2000. - 305 с.

6. Российская педагогическая энциклопедия [Текст]: а 2 т. Т. 1 / гл. ред. В.В. Давыдов. - М.: Большая рос. энцикл., 1998. - 608 с.

7. Черепанов, В.С. Экспертные методы в педагогике [Текст]: учеб. пособие / В.С. Черепанов. -Пермь: ПГПИ, 1988. - 84 с.

1. Ershov A.P. Informatization: from computer literacy to the information culture of the society. Kommunist, 1988. № 2. P. 88-92. [in Russian].

2. The concept of development of mathematical education in the Russian Federation. Resolution of the Russian Government dated December 24, 2013 № № 2506-p. [in Russian].

3. Minin M.G. Theoretical and practical diagnostic quality problems at school and at university on the basis of computer technologies (GAP-processing experience and methods of use). Dis. ... doctor of sciences (Education). M., 2001. P. 332. [in Russian].

4. Mikhailichev E.A. Theoretical basis of pedagogical diagnostics. Dis. ... Doctor of sciences (Education). Bukhara, 1991. P. 401. [in Russian].

5. Popova A.A. Theoretical bases of preparation of the teacher for diagnostic activity. Dis. ... Doctor of sciences (Education). Chelyabinsk, 2000. P. 305. [in Russian].

6. Russian Pedagogical Encyclopedia. Collect of 2 vols. M .: Big Rus. Encycl., 1998. V. 1. P. 608. ! [in Russian].

7. Cherepanov V.S. Expert methods in pedagogy. Perm: PGPI, 1988. P. 84. [in Russian]. tf?

References

о

Сведения об авторах: Суховиенко Елена Альбертовна,

доктор педагогических наук, доцент, заведующий, кафедра математики и методики обучения математике, Челябинский государственный педагогический университет, г. Челябинск, Российская Федерация. E-mail: suhovienko@mail.ru

Information about the author: Sukhovienko Elena Albertovna,

Candidate of Sciences (Education), Academic Title of Associate Professor,

Head, Department of Mathematics and Methods

of Teaching Mathematics,

Chelyabinsk State Pedagogical University,

Chelyabinsk, Russia.

E-mail: suhovienko@mail.ru

s ^ s о

т I

ЕЕ s

О О)