Методика активного индивидуализированного обучения на основе многошаговых задач тестов

THE STRUCTURE AND CONTENT OF THE METHODICAL SYSTEM OF JOINT STUDY OF INFORMATICS AND MATHEMATICS AT THE UNIVERSITY

© 2014

A.H. Dzamyhov, candidate of pedagogic Sciences, docent, head of the Department of mathematics

and its teaching methods

Karachaevo-Circassian State University, Karachaevsk

Annotation. Traditionally, the current system of training specialist at the University is aimed to form mostly knowledge and intellectual skills, paying little attention to professionally significantly meaningful practical skills and their integration. The article deals with the problem of training future specialist to professional activity in conditions of implementation and development of the means and methods of Informatics, analysis, synthesis and study of information objects, processes of different nature, as well as building information models and methods of mathematics.

Keywords: teaching methodical system components, methods of Informatics, information model, modeling, method of formalization.

УДК: 378.14

МЕТОДИКА АКТИВНОГО ИНДИВИДУАЛИЗИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ МНОГОШАГОВЫХ ЗАДАЧ ТЕСТОВ

© 2014

Н.П. Бахарев, доктор педагогических наук, профессор кафедры «Сервис технических и технологических систем» Поволжский государственный университет сервиса, Тольятти (Россия) Е.А. Драгунова, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Мировая экономика»

Санкт Петербургский институт «Внешнеэкономических связей, экономики и права», Тольяттинский филиал, Тольятти

Аннотация: Рассматриваются теоретические основы и принципы практической реализации активного индивидуализированного обучения студентов на основе программируемых многошаговых задач - тестов, составленных для электротехнических дисциплин: электрические машины и теоретические основы электротехники.

Ключевые слова: многошаговый тест, многоуровневая задача, непрерывная, многоуровневая профессиональная подготовка, электромеханика, теоретические основы электротехники.

Высокое качество знаний, умений и навыков по любой изучаемой дисциплине соответствующее требованиям Государственных образовательных стандартов может быть достигнуто студентами при регулярной и напряженной самостоятельной работе над учебным материалом, включающим в себя не только программные разделы дисциплины, но и дополнительные, полученные из других источников (научных журналов, монографий, патентной литературы и т.д.).

Из научно-методической литературы известно, что для стимулирования регулярной учебной работы студентов в семестре кроме итогового контроля необходим рубежный и текущий. Однако, систематический текущий контроль работы студентов требует больших затрат труда и времени преподавателя, не предусмотренных ни нормами штатов, ни нормами оплаты труда. В течение многих лет в вузах разрабатываются различные системы оперативного текущего контроля знаний студентов. Как правило, в основе оперативного текущего контроля находится тестовая система контроля, обеспечивающая фронтальность опроса студентов, малые затраты времени на процедуры опроса и проверки результатов, объективность контроля знаний, возможность компьютеризации и значительное упрощение процедур контроля и анализа качества обучения.

В основном задачи-тесты разрабатываются для контроля знаний студентов по различным темам курса, Это, несомненно, позволяет зафиксировать результаты учебной работы каждого студента, но не обеспечивает управления учебными действиями студентов в процессе изучения материала курса, не подсказывает студентам эффективные пути изучения тех или иных тем и разделов учебной дисциплины, не фиксирует их внимание на отдельных моментах материала, которые студенты не понимают или понимают неправильно.

В течение многих лет в Тольяттинском государственном университете (ТГУ) разрабатывались тестовые материалы, являющиеся наиболее эффективной и распространенной в мире формой обратной связи, для оперативного контроля знаний студентов, на основе которых в последствие и появилась идея разработки не

только контрольных, но и обучающих тестов.

Развитие систем обучения (дидактических систем) в историческом плане шло от индивидуализированного обучения (преподаватель - ученик) к комбинированным системам, где управление процессом обучения делится между преподавателем и автономными управляющими средствами (книга, аудиовизуальные информационные средства, компьютерные сети и прочее). Как показывает многолетний опыт работы с большими, по количеству студентов, группами наиболее эффективной является система адаптивного программированного обучения, позволяющая преподавателю работать не только с группой, но и с каждым студентом индивидуально. Данная система является диалоговой, имеющей обратную связь, как любая разветвленная, достаточно сложная система управления. Происходит возврат к первоначальной форме обучения, но на более высоком уровне, с учетом новейших технологий, методик и средств обучения.

В ТолПИ зародилась идея разработки программированных, многошаговых, многоуровневых обучающих задач и заданий-тестов, задающих студентам определенную логическую последовательность умственных действий, которые необходимо выполнить для решения поставленной задачи. Выполняя серию таких задач-тестов по каждой теме курса, студенты, во первых, осваивают методологию изучения темы, во вторых, овладевают конкретным учебным материалом по этой теме и становятся подготовленными к практическим или лабораторным занятиям. Большое число вариантов подобных задач тестов позволяет вовлечь в процесс активного самостоятельного и индивидуализированного самообучения всех студентов учебной группы.

Процесс обучения основан на том, что в задачах-тестах предлагается определенная многошаговая последовательность (алгоритм) выполнения практических действий. Руководствуясь учебной литературой, студенты определяют, как выполнить все действия, чтобы задача была решена.

Система активного обучения на основе программируемых задач-тестов разработана по курсам «Электрические машины» и «Теоретические основы

электротехники».

Инженерный курс «Электрические машины» имеет те особенности, что практически все физические явления, протекающие в машинах, все закономерности, определяющие эти явления рассматриваются на графических изображениях. Данный факт позволяет графически представить исходные данные в задаче-тесте и графически отразить все этапы практических действий-решений, связанных с последовательным решением поставленной задачи. Проверка результатов работы студента осуществляется за несколько секунд сравнением полученного студентом графического построения с истинным. Для решения такого рода задач обычно не требуется выполнять громоздкие вычисления. Это позволяет по каждой теме курса разработать множество задач-тестов и отразить в них все учебные фрагменты каждой темы. Студенты могут выполнять серии таких заданий-тестов к каждому следующему занятию или непосредственно на практическом или лабораторном занятии, рассматривая такой этап работы как коллоквиум или оперативный контроль готовности студентов к осмысленным действиям на занятии. Следовательно, данные тесты являются многофункциональными: обучающими, самоконтроля и контроля усвоения учебного материала. Следует отметить, что контроль в данном случае является весьма оперативным.

Рассмотрим пример составления задачи-теста для изучения темы «Принцип действия машины постоянного тока в режиме генератора и двигателя. Реакция якоря». На рис.1 представлен вариант (для генератора) исходного упрощенного изображения развертки машины постоянного тока в поперечном разрезе.

Требования теста сформулированы в задании 1.

Задание 1.

Определите по конструктивным схемам генераторов и двигателей постоянного тока (опросные карты П9-1 и П9-2) направление тока в обмотке возбуждения или полярность главных полюсов.

2. Определите направление движения якоря, тока и ЭДС в проводниках его обмотки.

3. Постройте качественно в одних осях координат графики распределения по воздушному зазору машины МДС и индукции магнитного поля главных полюсов и якоря.

4. Постройте в других осях координат качественно два графика распределения результирующей индукции магнитного поля, соответствующих ненасыщенной магнитной цепи машины (^ ) и насыщенной.

5. Сделайте по графикам распределения результирующей индукции магнитного поля выводы относительно формы поля, величины магнитного потока при нагрузке, направления смещения физической нейтрали для режимов двигателя и генератора. На графиках укажите угол смещения физической нейтрали.

6. Покажите характер изменения формы и положения графиков распределения результирующей индукции, если нагрузка генератора или двигателя будет увеличиваться.

Тест задает последовательность действий обучаемого при решении вопроса о степени усвоения темы «Принцип действия машины постоянного тока и реакция якоря. Без реализации этой последовательности действий достаточно трудно убедить преподавателя в том, что обучаемый достиг глубокого понимания поставленного вопроса. Следовательно, выполняя многие варианты таких задач по данной теме, обучаемый осваивает многошаговый алгоритм действий при анализе изучаемых явлений, заданный пунктами 1, 2, 3 ... . Именно поэтому тесты-задачи являются обучающими и, следовательно, применимыми для дистанционного обучения. При реализации процедур контроля такие тесты являются контролирующими тестами третьего уровня, так как позволяют оценить не только знания, но и умения, навыки обучаемых в анализе явлений, протекающих в электрической машине. Решая поставленную задачу студент должен построить изображение, показанное на рис. 2. Результат этой работы может быть проверен преподавателем за несколько секунд. Появляется возможность оперативного контроля знаний студентов на занятии по многим таким тестам третьего уровня усвоения.

Описанный тест позволяет проконтролировать знания студентов по следующим вопросам:

1. Связь между направлением тока в катушке и направлением магнитного потока в магнитопроводе машины и наоборот.

2. Связь между полярностью полюсов электромагнита и направлением его магнитного поля.

3. Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока. Связь направления ЭДС в обмотке якоря с полярностью главных полюсов и направлением вращения якоря в режиме генератора и двигателя.

4. Понятие о магнитном поле якоря и направлении его силовых линий.

5. Понятие воздействия поля якоря на основное поле машины - реакция якоря в генераторе и двигателе.

Рис.1. Задание 1

Рис.2. Задание 2

Вместо довольно длительного устного опроса каждого студента по всем перечисленным вопросам, что на практике невозможно реализовать, преподаватель предлагает сразу всем студентам выполнить работу по нескольким контрольным тестам, по разным вариантам одной и той же темы. За десять-пятнадцать минут проверяются знания студентов всей группы по достаточно большому спектру вопросов изученной темы или даже нескольким темам курса.

Описанный тест - это довольно простой тест начальной части курса. По более сложным темам и задачи-тесты более сложные.

В банке данных тестов-задач по инженерному курсу «Электрические машины» имеются и специфические тесты, связанные с необходимостью выработки навыков и умений у студентов по сборке электрических схем машин постоянного и переменного тока перед работой

с лабораторными стендами и экспериментальными моделями. Тесты данного вида полностью имитируют работу студента по сборке электрической схемы на лабораторном стенде или опытном образце за исключением процедуры завинчивания зажимов крепления соединительных проводов. Однако работа по «сборке» схем на тестах идет гораздо быстрее и позволяет студенту получать умения и навыки самостоятельно. За короткое время студент в состоянии выполнить множество вариантов сборки, а преподаватель проконтролировать знание студентом конструкции электрических машин, умение собирать электрическую схему на стенде. В результате работы над такими тестами студент может быть допущен или не допущен к выполнению экспериментальной части лабораторной работы.

Активизация обучения на основе описанной системы заданий-тестов обеспечивается за счет того, что каждый студент обязан выполнить серию заданий по теме курса к каждому следующему практическому или лабораторному занятию. Выполнить эти задания можно лишь при регулярном изучении учебно-программного материала. Индивидуализация обучения обеспечивается за счет того, что студенты получают индивидуальные варианты заданий.

Общеинженерный курс «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ) в отличие от курса «Электрические машины» в значительной мере имеет ограниченное графическое изображение явлений и процессов происходящих в электрических цепях постоянного и переменного тока. Тесты по курсу «Теоретические основы электротехники» представляют собой различные типы заданий (вопросов, задач) практически к каждой теме курса, с вариантами ответов, что позволяет студенту вести самоконтроль правильности решения поставленной задачи.

Для сокращения времени отведенного на изучение методов решения стандартных задач по постоянному и переменному току (ТОЭ, часть 1) и за счет этого увеличения часов на темы 2-ой части курса, для получения возможности обучаться самостоятельно и дистанционно на кафедре ТОЭ разработаны обучающие тесты-задачи для студентов очной и заочной форм обучения.

Основная идея при составлении обучающих задач-тестов по курсу ТОЭ это: тесты являются программированными, многошаговыми, каждый последующий шаг логически связан с предыдущим общей идеей решения задачи на основе её непрерывности, что позволяет использовать тесты-задачи для обучения и самообучения студентов.

Тест составляется в виде программной типовой задачи определенного уровня. Предлагается алгоритм решения задачи, состоящий из логически связанных, последовательных шагов. Каждый шаг содержит вопрос типа: «Найти», «Определить» и варианты ответов в виде формулы, числа или текста. Последний шаг в тесте - шаг самоконтроля (обратной связи). Например, в тестах по расчету электрических цепей постоянного тока (см. последним шагом может быть составление баланса мощностей. Следовательно, отвечая на поставленную задачу, студент шаг за шагом самостоятельно проверяет свои знания предыдущих тем, разделов или вопросов необходимых для решения этой задачи.

Аналогично можно рассмотреть примеры составления обучающих тест-задачей по дисциплине «Теоретические основы электротехники» при изучении различных тем и разделов.

Ответить на поставленные в многоуровневом многошаговом тесте вопросы и решить задачу студент сможет, изучив соответствующие разделы дисциплины. Кроме того студенту необходимо вспомнить ранее изученные понятия данной дисциплины, например, узел, ветвь, источник тока, источник напряжения и т.д.

Таким образом, работая над тестом - задачей студент повторяет учебный материал или изучает его заново, обучается методике решения целого блока задач по

данной теме. При неправильном решении теста, преподаватель (студент) определяет, на каком шаге допущена ошибка, какая часть учебного материала не усвоена. Естественно, в основном это обучающие тесты второго уровня усвоения, где процесс обучения управляемый и не самостоятельный. К каждой группе тестов, относящихся к разным темам или разделам дисциплины, предлагается блок тренировочных задач для закрепления полученных навыков.

Такие тесты позволяют студенту усвоить методы решения стандартных (адаптированных) задач, подготовиться к переходу на более высокий уровень, решать задачи следующего уровня самостоятельно.

Обучающий многошаговый тест многофункционален, может использоваться и как обучающий, и как тест самоконтроля, и как тест контроля сформированности компетенции.

Тестовая, индивидуализированная система обучения внедрена на электротехническом факультете Тольяттинского государственного университета и успешно применяется в течении ряда лет.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абдуразаков М.М., Сурхаев М.А., Симонова И.Н. Возможности информационно-коммуникационной образовательной среды для достижения новых образовательных результатов // Информатика и образование. 2012. № 1. С. 58-60.

2. Артамонова М.В., Киринюк А.А., Назарова И.Б., Тягунова Т.Н. Методические рекомендации по реализации требований к программно-дидактическим тестовым материалам в процессе внедрения системы тестирования учебных достижений студентов в вузе/М.В.Артамонова, А.А.Киринюк, И.Б.Назарова, Т.Н Тягунова.- М., 2006.83 с.

3. Бахарев Н.П., Гордеев А.В. Инженерное образование: инверсная фундаментализация и техническое творчество // Школа университетской науки: парадигма развития. 2011. Т. 1. № 2-3. С. 49-54.

4. Бекоева М.И., Сикоева М.Т. Организация учебного процесса студентов на основе модульного обучения // Вестник Северо-Осетинского государственного университета имени Коста Левановича Хетагурова. 2013. № 3. С. 64-68.

5. Васильев В.И., Киринюк А.А., Тягунова Т.Н. Требования к программно- дидактическим тестовым материалам и технологиям компьютерного тестирования/ В.И.Васильев, А.А.Киринюк, Т.Н. Тягунова. - М.: МГУП, 2005. - 29 с.

6. Воронин В.Н., Коростелев А.А. Системный подход к управлению качеством подготовки будущих специалистов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2008. № S10. С. 25-32.

7. Иванов О.И., Палфёрова С.Ш. Тенденции фун-даментализации образования в эпоху информационных технологий // Вестник Костромского государственного университета им. Н.А. Некрасова. 2004. Т. 9. № 6. С. 7-12.

8. Коломийцев Ю.Н. Педагогические тесты как инструмент измерения оценки знаний студентов и качества обучения // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Психолого-педагогические науки. 2012. № 1. С. 76-80.

9. Кондаурова И.К., Кулибаба О.М. Средства, формы, методы и технологии профессионально-методической подготовки будущих учителей математики в условиях классического университета // Научные исследования в образовании. 2008. № 8. С. 19-21.

10. Коростелев А.А., Пчельников А.А., Ярыгин А.Н. Моделирование инновационно-ориентированной учебно-исследовательской среды, обеспечивающей качество сформированности инновационной готовности будущих специалистов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2006. № S2-2. С. 44-47.

11. Красильникова В.А. Подготовка заданий для ком- зированного теста формата внешнего независимого оце-пьютерного тестирования. Методические рекомендации/ нивания // Вектор науки Тольяттинского государствен-В.А.Красильникова. - Оренбург: ИГЖ ОГУ, 2004. -31с. ного университета. Серия: Педагогика, психология.

12. Романишин И.М. Проблема качества стандарта- 2013. № 1 (12). С. 219-223.

TECHNIQUE THE ACTIVE INDIVIDUALIZED TRAINING ON THE BASIS OF MULTISTEP TASKS OF TESTS

© 2014

N.P. Baharev, doctor of pedagogical science, professor of «Service technical and technological systems» Volga Region State University of Service, Togliatti (Russia) E.A. Dragunova, candidate of pedagogical science, associate professor, professor of the department

«Global economy»

St. Petersburg institute "Foreign Economic Relations, Economics and Law", Togliatti Branch,

Togliatti

Annotation: Theoretical basics and the principles of practical realization of the active individualized training of students on the basis of programmable multistep tasks - the tests made for electrotechnical disciplines are covered: electrical machines and theoretical bases of electrical equipment.

Keywords: multistep test, multilevel task, continuous, multilevel vocational training, electromecanics, theoretical bases of electrical equipment.

УДК 373.3

ЗНАЧЕНИЕ ДИДАКТИЧЕСКИХ ИГР НА УРОКАХ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

© 2014

О.В. Сергушина, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Педагогика дошкольного и начального образования» Ю.А. Евсеева, магистрант

Мордовский государственный педагогический институт, Саранск

Аннотация: Дидактическая игра является ценным средством воспитания умственной активности детей, она вызывает у учащихся живой интерес к процессу познания. В ней дети охотно преодолевают значительные трудности, тренируют свои силы, развивают способности и умения. Она помогает сделать любой учебный материал увлекательным, вызывает у учеников глубокое удовлетворение, создает радостное рабочее настроение, облегчает процесс усвоения знаний.

Ключевые слова: обучение в начальной школе, игра, дидактическая игра.

Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Обучение в начальной школе - это тот фундамент, на котором будет строиться вся дальнейшая деятельность человека. Важно научить ребенка младшего школьного возраста за короткий промежуток времени осваивать преобразовывать и использовать в практической деятельности большие объемы информации [1, с. 39]. Применение компьютеров за последние годы стало достаточно доступным. Поэтому внедрение компьютерных технологий в образование можно считать необходимым шагом в системе образования.

Формирование целей статьи (постановка задания). Обучение в начальной школе - это тот фундамент, на котором будет строиться вся дальнейшая деятельность человека. Важно научить ребенка младшего школьного возраста за короткий промежуток времени осваивать преобразовывать и использовать в практической деятельности большие объемы информации [1, с. 39].

Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов. Сочетание традиционных методов обучения и современных информационных и компьютерных технологий, способствует этому. Ведь использование компьютера на уроке позволяет сделать процесс обучения мобильным и индивидуальным. Компьютер служит средством для развития у ребенка новых практических знаний и умений.

Бурное развитие новых информационных технологий наложили определенный отпечаток на развитие личности современного ребенка. Мощный поток новой информации, рекламы, применение компьютерных технологий в телевидении, распространение электронных игрушек и компьютеров оказывают большое влияние на воспитание ребенка и его восприятие окружающего мира. Существенно изменяется и характер его любимой практической деятельности - игры, изменяются и его

любимые герои и увлечения.

Игра, является простым и близким человеку способом познания окружающей действительности, она характеризуется наиболее естественным и доступным путем к овладению теми или иными знаниями, умениями, навыками. Игра - это уникальный феномен общечеловеческой культуры. Ни в одном из видов своей деятельности человек не демонстрирует такого самозабвения как в игре. Именно поэтому игра расширяет свои принципы, вторгаясь в ранее непредсказуемые сферы человеческой жизни.

Дидактическая игра является ценным средством воспитания умственной активности детей, она вызывает у учащихся живой интерес к процессу познания. В ней дети охотно преодолевают значительные трудности, тренируют свои силы, развивают способности и умения. Она помогает сделать любой учебный материал увлекательным, вызывает у учеников глубокое удовлетворение, создает радостное рабочее настроение, облегчает процесс усвоения знаний.

В чем же польза от компьютерных игр и почему их нельзя заменить просто сюжетными играми. На экране дисплея оживают любые фантазии ребенка, герои книг и сказок. Но также оживают и предметы окружающего мира, цифры и буквы. Попадая в компьютерную игру, они создают особый мир, похожий на мир реальный, но и отличающий от него [2, с. 89-93].

Ребенок может управлять предметами, возникающими на экране компьютера, может заставить их измениться, появиться или пропасть, т.е. он чувствует их реальность, как и реальность окружающих его вещей. В то же время он не может взять их в руки, не может их потрогать. Кроме того, компьютерные игры составлены так, чтобы ребенок мог представить себе единичное понятие или конкретную ситуацию, но получил общее представление о всех похожих ситуациях или предметах.

Таким образом, у детей развиваются такие важней-