Диссертация на соискание ученой степени

Вид материала

Содержание

IV.4. Обучающий этап
Результаты выполнения заданий.
Задания Школы№
Ср % Выполнения заданий
Результаты выполнения заданий в экспериментальных классах.
Задания Школы№
Ср % Выполнения заданий
Результаты выполнения заданий в контрольных классах.
Задания Школы№
Ср % Выполнения заданий
Рис. 32. Ввод данных интегрированную систему статистического анализа STATISTICA.
Рис. 33. Объемная диаграмма результатов контрольной работы.
Рис.34. Подсчет корреляции.
Рис. 35. Графическое представление зависимостей экспериментальной и контрольных групп с подсчетом корреляции.
Поэлементный анализ выполнения диагностической контрольной работы.
Средний % по округу
Сведения о средней отметке.
Средний % по округу
Гистограмма 13. Средняя отметка по школам.
Динамика развития познавательной самостоятельности
...
Полное содержание

Подобный материал:

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 14

IV.4. Обучающий этап

Задачей обучающего периода явилась проверка гипотезы исследования о том, что если разработать программно-педагогические средства (ППС) по астрономии и физике, удовлетворяющие современным представлениям о мультимедийных обучающих курсах, соответствующие телекоммуникационные средства и методику их применения, то комплексное применение совокупности программно-педагогических и телекоммуникационных средств обучения астрономии и физике повысит интерес учащихся к науке, способствует развитию познавательной самостоятельности, улучшит качество знаний учащихся.

Обучающий эксперимент состоял в проведении уроков с применением программно-педагогических и телекоммуникационных средств по астрономии и физике в классах, получивших название экспериментальных. Сравнение велось с классами, где преподавание велось без применения компьютерных средств обучения. При проведении эксперимента учитывалось требование репрезентативности при подборе экспериментальных и контрольных классов во избежание недостоверности результатов педагогического эксперимента. Поскольку повышение познавательной самостоятельности происходит не только от применения новых информационных и телекоммуникационных средств в обучении, но и от значительного количества других факторов, связь должна быть не функциональной зависимостью, а корреляционным отношением, когда повышению познавательной самостоятельности может соответствовать несколько других параметров.

В ходе экспериментальной работы использовались различные методы исследования: наблюдения за учащимися, анализ диагностических контрольных работ, анализ творческого роста учащихся, их степень участия в городских олимпиадах, Всероссийских и международных олимпиадах, научно-практических конференциях.

В нашем случае выборочного наблюдения параметры всей совокупности объектов, подлежащих обследованию, неизвестны. О них можно судить только гипотетически. Для оценки этих параметров в педагогике используется нулевая гипотеза, которая исходит из предположения, что наблюдаемые изменения свойств зависят не от действия организованного параметра, а определяются второстепенными, нерегулируемыми в учебном процессе случайными причинами.

В качестве нулевой гипотезы Н0 мы выдвинули предположение, что развитие познавательной самостоятельности не повысилось после работы с ППС, не произошла коррекция знаний, умений и навыков. Сформируем противоположную гипотезу Н1: применение комплексное применение совокупности программно-педагогических и телекоммуникационных средств обучения астрономии и физике способствуют развитию познавательной самостоятельности. В ходе проверки гипотезы мы будем принимать решение о том, какое из утверждений является верным в свете эмпирических данных. Примем вероятность ошибочного отвержения гипотезы – уровень значимости с обычным значением р = 0,05. Извлекаем выборку и для полученных эмпирических данных определяем статистический критерий и определяем вероятность того, какая их гипотез верна.

Коэффициент корреляции, построение графиков получим, используя систему STATISTICA. Система STATISTICA представляет собой интегрированную систему статистического анализа и обработки данных. Данные в STATISTICA вводятся в виде таблицы, коэффициент корреляции r подсчитывается автоматически.

В ходе проверки гипотезы проводилось сравнение знаний и умений по выполнению окружной диагностической контрольной работы по астрономии учащихся 11 классов 16 школ Западного округа г. Москвы.

Таблица № 27.

Результаты выполнения заданий.

Задания Школы№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
12	56	56	75	75	45	45	75	45	78	78	25	25	37	37	37	30
61	74	74	56	31	31	31	78	77	57	51	29	29	18	19	5	3
56	92	92	100	100	92	92	75	75	78	78	100	100	75	75	100	100
389	45	45	57	57	43	43	58	43	58	57	90	90	16	16	16	16
591	87	87	90	94	98	98	75	75	75	75	87	90	75	75	97	97
659	90	92	100	100	98	92	78	78	78	78	100	100	76	78	100	100
1004	48	52	45	45	45	31	31	31	31	31	17	17	45	45	17	17
1019	54	53	53	53	32	32	54	54	54	65	16	16	56	56	16	16
1131	85	85	100	100	66	66	78	78	74	74	78	78	89	89	100	100
1133	40	40	90	90	87	87	87	87	50	50	63	56	44	48	54	54
1134	15	15	20	20	45	45	25	46	46	76	37	37	76	76	25	25
1214	54	56	65	65	56	65	58	54	77	62	53	54	62	62	37	37
1230	27	27	77	77	41	41	38	38	38	38	5	7	65	65	5	7
1304	77	75	75	77	50	53	60	60	60	60	65	65	75	75	30	30
1741	43	46	39	84	84	71	71	71	86	86	10	15	43	43	43	43
1933	27	29	83	83	43	43	43	43	28	38	5	10	38	38	15	17
Ср % Выполнения заданий	57	58	70	72	60	58	62	60	60	62	49	49	56	56	44	43

При проведении эксперимента учитывалось требование репрезентативности при подборе экспериментальных и контрольных классов во избежание недостоверности результатов эксперимента. Экспериментальными классами являлись классы общеобразовательных школ № 56, 591, 659, 1131, в которых преподают учителя физики высшей квалификации со стажем работы более 20 лет. В качестве контрольных классов были выбраны школы №№ 389, 1004, 1133, 1134, в которых также учителя физики высшей квалификации с таким же стажем работы.

Таблица № 28.

Результаты выполнения заданий в экспериментальных классах.

Задания Школы№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
56	92	92	100	100	92	92	75	75	78	78	100	100	75	75	100	100
591	87	87	90	94	98	98	75	75	75	75	87	90	75	75	97	97
659	90	92	100	100	98	92	78	78	78	78	100	100	76	78	100	100
1131	85	85	100	100	66	66	78	78	74	74	78	78	89	89	100	100
Ср % Выполнения заданий	89	89	98	99	89	87	77	77	77	77	91	92	79	79	99	99

Таблица № 29.

Результаты выполнения заданий в контрольных классах.

Задания Школы№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
389	45	45	57	57	43	43	58	43	58	57	90	90	16	16	16	16
1004	48	52	45	45	45	31	31	31	31	31	17	17	45	45	17	17
1133	40	40	90	90	87	87	87	87	50	50	63	56	44	48	54	54
1134	15	15	20	20	45	45	25	46	46	76	37	37	76	76	25	25
Ср % Выполнения заданий	37	38	53	53	55	52	52	52	46	54	52	50	45	45	28	28

Рис. 32. Ввод данных интегрированную систему статистического анализа STATISTICA.

Для этих школ была построена диаграмма результатов средних отметок для двух групп. На диаграмме результатов, построенной в трехмерном виде, четко выделились две области корреляции. Тот же самый результат можно видеть и на более известных двухмерных диаграммах.

Рис. 33. Объемная диаграмма результатов контрольной работы.

Рис.34. Подсчет корреляции.

Коэффициент корреляции r =  0,37, что для р  0, 05 свидетельствует о том, что существует умеренная связь. Более наглядное представление о корреляции можно получить, проанализировав графики зависимостей контрольных и экспериментальных групп друг относительно друга.

Рис. 35. Графическое представление зависимостей экспериментальной и контрольных групп с подсчетом корреляции.

Таким образом, принимается альтернативная гипотеза. Следовательно, распределение результатов выполнения диагностической контрольной работы после применения ППС носит статистически достоверный характер. Анализ данного педагогического эксперимента подтверждает нашу гипотезу с достоверностью не ниже 95% о том, что применение ППС дает улучшение качества знаний, это не обусловлено случайными факторами, а имеет закономерный характер.

Наиболее существенные результаты получены у учителя высшей квалификации Михайлова С.В., учителя школы № 56 и 637 при выполнении диагностической контрольной работы в классе по теме «Кинематика». В ходе экспериментальной работы для учащихся школы № были приобретены 13 мультимедийных курсов «Открытая Физика 2.5», для учащихся школы № 637 – 19 курсов, кабинет физики школы № 56 имеет компьютер, непосредственно в классе имеется выход в Интернет.

В диагностической проверке участвовали учащиеся 20 школ округа. В 9 классах данных учится 1686 человек. Диагностическую контрольную работу выполняли 1455 учащихся, что составляет 86%.

Таблица 30.

Поэлементный анализ выполнения диагностической контрольной работы.

Выполнили задания в %	1	2	3	4	5	6	7 А	7Б	7 В	7 Г
12	98	98	98	87	76	53	71	51	22	29
13	93	65	98	100	64	56	80	45	30	30
29	89	82	94	86	91	35	89	62	42	15
56	100	98	100	100	95	95	100	100	87	87
58	83	50	78	89	47	50	100	82	33	13
61	98	61	82	78	40	13	89	100	78	58
71	100	100	100	100	98	63	73	63	30	33
73	93	97	97	98	90	86	75	67	52	0
260	100	93	97	87	64	46	58	42	5	5
697	88	89	93	92	73	37	28	30	20	8
712	99	65	90	97	65	45	94	69	39	21
1017	100	96	92	96	69	69	95	74	15	11
1019	99	94	94	98	78	70	94	79	29	13
1129	100	100	98	93	98	89	100	89	82	70
1197	95	83	94	95	47	70	90	90	56	19
1214	93	83	84	97	47	51	99	94	71	61
1230	96	92	96	95	71	78	89	74	43	10
1232	84	68	87	91	50	34	57	59	41	16
1248	82	100	100	100	67	74	91	82	67	54
1255	62	58	90	86	91	56	75	79	69	40
Средний % по округу	83%	84%	93%	93%	68%	58%	70%	72%	45%	30%

В задании № 7 диагностической контрольной работы требовалось определить направление скорости, путь и перемещение анализируя уравнение координаты материальной точки. С заданиями 7В и 7 Г справились менее 45% и 30% учащихся 9 классов соответственно. Наиболее высокий результат выполнения у учащихся школы № 56 (87% и 87%), которые имели возможность предварительно анализировать подобные задачи, пользуясь мультимедийным курсом.

Отработка данных понятий проводилась с помощью графиков скорости равноускоренного движения и модели «Скорость и ускорение».

Рис. 36. Графики скорости равноускоренного движения.

Рис. 37. Модель «Скорость и ускорение».

Гистограмма 11. Средний процент выполнения заданий.

Наиболее сложные задания 6, 7В и 7Г.

Гистограмма 12. Процент выполнения задания 7Г по школам.

Сравнение результатов поэлементного анализа контрольных работ экспериментального (школа № 56, учитель Михайлов С.В.) и усредненных результатов контрольных классов (при этом будет выполняться требование репрезентативности), приводит к следующим выводам: средний процент выполнения заданий по степени сложности совпадает у экспериментального и контрольных классов, то есть общие тенденции в выполнении заданий одинаковы, но уровень выполнения всех заданий в экспериментальном классе выше. Это прослеживается и на сведениях о средней отметке.

Таблица 31.

Сведения о средней отметке.

Школы	Отлично	Хорошо	Удовл.	Неуд.	Ср. отметка
12	7%	60%	33%	0%	3,73
13	18%	36%	39%	7%	3,64
29	11%	53%	33%	3%	3,72
56	75%	22%	3%	0%	4,71
58	9%	22%	53%	16%	3,25
61	3%	49%	37%	10%	3,45
71	10%	57%	33%	0%	3,7
73	25%	49%	15%	11%	3,86
260	9%	60%	31%	0%	3,77
697	5%	18%	73%	5%	3,2
712	8%	31%	56%	5%	3,4
1017	11%	35%	49%	5%	3,51
1019	5%	47%	48%	0%	3,6
1129	10%	48%	42%	0%	3,69
1197	5%	59%	37%	9%	3,7
1214	7%	39%	53%	1%	3,51
1230	6%	36%	48%	8%	3,4
1232	16%	27%	39%	18%	3,41
1248	12%	59%	29%	0%	3,8
1255	21%	24%	42%	12%	3,55
Средний % по округу	13,6%	41,5%	39,6%	5,5%	3,63

Гистограмма 13. Средняя отметка по школам.

Таким образом, результаты эксперимента показывают, что качество знаний и уровень усвоения выше в экспериментальном классе, чем в контрольных классах.

Интересные результаты могут быть получены из анализа достижений учащихся в участии в олимпиадах. Правомерно предположить, что учащиеся, побеждающие в городских олимпиадах по физике и астрономии и физике космоса, Всероссийских олимпиадах, международных научно-практических конференциях, перешли на исследовательский уровень познавательной самостоятельности.

Таблица 32.

Количество учащихся, победивших в городских, Всероссийских олимпиадах по физике и астрономии и физике космоса, международных и Всероссийских научно-практических конференциях.

Школа№ 1999/2000	Кол-во призовых мест	школа № 2000/2001	Кол-во призовых мест	школа № 2001/2002	Кол-во призовых мест
78(1304)	1	78 (1304)	1	78 (1304)	3
659	3	637	5	659	3
1130	1	659	6	1000	1
1114	1	1018	1	1016	1
1018	2	1119	1	1130	1
1567	3	1134	2	1567	2
		1543	3	1018	12
		1567	7	1134	2
				1543	13
				1567	15
				1013	2
				1132	1
Итого: 6	11	Итого: 8	26	Итого:	56

Можно проанализировать с применением  ²–метода при альтернативных признаках, записывая в схему четырех полей, данные об учащихся, перешедших на исследовательский уровень познавательной самостоятельности. Коэффициент корреляции будем вычислять по формуле:

 =

Рис. 38. Подсчет коэффициента корреляции.

Отрицательная связь  =  0,313 показывает, что учащиеся, активно использующие в учебе ППС и телекоммуникационные средства, чаще становятся призерами олимпиад, переходят на третий, исследовательский уровень познавательной самостоятельности. Поскольку коэффициент корреляции

 =  0,313, то существует умеренная связь. При проверке  ²–методом используем формулу

² =

, где N = A + B = C = D.

Для  =  0,313; N = 905

 ² = N²= 86,9

Этому значению  ² соответствует вероятность р  1%. Таким образом, можно считать связь очень достоверной.

Этим же методом проанализируем существование связи для контрольного и экспериментального классов в школе № 659.

Рис. 39. Подсчет коэффициента корреляции.

² =

, где N = A + B = C = D.

Для  =  0,458; N = 57

 ² = N²= 11,95

Этому значению  ² соответствует вероятность р  1%. Таким образом, можно считать связь очень достоверной.

Поскольку преподавание астрономии и физики в данной школе велось одним учителем высшей квалификации на протяжении 7 лет (в 5 – 6 классах велся курс «Физика, химия» по авторской программе А.Е. Гуревича, Д.А. Исаева, Л.С. Понтака []), можно считать условие подбора экспериментальных и контрольных классов выполненным. Анализ динамики развития познавательной самостоятельности учащихся к 11 классу показал положительную динамику развития познавательной самостоятельности у двух классов, но процент достижения творческого, исследовательского уровня в экспериментальном классе выше.

Таблица 33.

Динамика развития познавательной самостоятельности

Достигаемый уровень познавательной самостоятельности	Экспериментальный класс	Контрольный класс
Репродуктивный	20%	0%
Частично-поисковый	73%	82%
Исследовательский	7%	18%
Положительная динамика развития познавательной самостоятельности	80%	100%

Обучение астрономии и физике в экспериментальном классе велось с применением телекоммуникационных технологий, обучение в контрольном классе – без применения телекоммуникационных технологий. Для сравнения возьмем только количество учащихся, получивших награды за участие в различных Всероссийских и международных научно-практических конференциях, в научно-исследовательских работах которых использовались телекоммуникационные технологии, например, во Всероссийских юношеских чтениях им. В.И. Вернадского, международной научно-практической конференции «Старт в науку» и т.п. Такие учащиеся могут использовать не только знания, полученные на уроках, но применяют способы известные способы деятельности на новом материале, самостоятельно формируют выводы в обобщенной форме, выбирают преимущественно для своих исследований сложные вопросы, рассчитанные на творческую деятельность.

Таблица 34.

Количество учащихся, выполняющих задания творческого, исследовательского характера

Количество учащихся	Экспериментальный класс	Контрольный класс
Количество призеров на различных Всероссийских и международных научно-практических конференциях, в работах которых использовались телекоммуникационные технологии (с 8 по 11 классы)	5	0
Количество учащихся, применяющих телекоммуникационные технологии в работах по физике и астрономии для итоговой аттестации	5	1

Все это свидетельствует о том, что последовательное применение телекоммуникационных технологий к существенному повышению познавательной самостоятельности учащихся.

Выводы по IV главе:

Увеличилось количество учителей, использующих компьютерные технологии на уроках, учителя стали применять новые информационные и телекоммуникационные технологии постоянно, а не однажды за весь учебный год.
Комплексное применение новых информационных и телекоммуникационных технологий способствует достижению долее высокого уровня познавательной самостоятельности.
Анализ результатов педагогического эксперимента в целом подтверждают гипотезу с достоверностью не ниже 95% о том, что существует связь между применением новых информационных и телекоммуникационных технологий и улучшением качества знаний, достижением исследовательского уровня познавательной самостоятельности.

Blog

Диссертация на соискание ученой степени

Содержание

IV.4. Обучающий этап