Эффективность применения компьютерных анимационных программ

Доктор техн, наук, профессор П.В. Боровцов

1 1срмский военный институт внутренних войск МВД России

При проведении исследований предполагалось, что применении компьютерных анимационных программ повысит качество изучения технических дисциплин и уровень умения учиться. Уровень умения учиться является показателем качества профессиональной подготовки курсантов.

Проведение оценки эффективности обучения курсантов военных вузов с помощью компьютерных анимационных программ представляет большую сложность, так как в настоящее время нс существует единого критерия для определения эффективности обучения, и характерными чертами образования в вузе являются многокртсриалыюсть и вариативность. Существует мнение, что педагогическая эффективность - степень соответствия между проектируемыми и достигаемыми результатами. Определение эффективности при этом может быть сведено к сравнению уровней обученности, достигаемых при различных дидактических воздействиях. Мши не ученые считают (2-4). что важнейший критерий оптимальности время, связанное со структурой педагогической системы. При этом время рассматривается как мера педагогического труда (2; 4). Некоторые педагоги выделяют комплекс наиболее существенных показателей, достигаемых в результате обучения, к которым относятся: объем знаний, их системность. осмысленность, прочность, действенность и т.п. Особая заслуг а в оценке различных подходов к установке кри ге-рисв эффективности обучения принадлежит IO.K. Бабанскому (I). Большое внимание обращается на необходимость оптимизации по нескольким критериям и возможность компромиссов при их выборе. При этом предполагается. ч го сравнение алмернатив сначала делается по одному критерию, затем по другому - и так до тех пор пока не будет избран вариант, в лучшей мере соответствующий всему комплексу критериев или доминирующему среди них. В качестве важнейших критериев педагогического процесса предлагается считать эффективность (как результат учения, воспитания и развития), качество решения учебно-воспитательных задач (как степень соответствия результатов обучения целям, задачам и возможностям обучаемого), а также расходы времени и усилий педагогов и учащихся (как степень соответствия действующим нормативам).

Для оценки эффективности анимационных программ при изучении курсантами технических дисциплин мы будем использовать следующие критерии:

• I)    уровень умения учиться (уровень обученности и обучаемость специальным дисциплинам) как показатель качс-ства военно-профессиональной подготовки;

• 2)    расходы времени и усилий педагогов и курсантов мера педагог ичсского труда и степень соответст вия нормативам.

Перед проведением эксперимента был проведен анализ умения учиться по среднему баллу аттестата о среднем образовании. Приня то, что именно средний балл аттестата является наиболее применяемым параметром, позволяющим в общем смысле говорить об умении курсанта учиться. Редко бывает, чти курсант, имеющий прочные школьные знания, плохо учится в институте, и наоборот Этого нельзя сказать о результатах вступительных экзаменов, которые гораздо реже соответствуют истинным знаниям абитуриентов.

Для выбора экспериментальной и контрольной группы курсантам всех взводов в начале 5-го семестра были предложены гри контролирующих программы. Уровень сложности вопросов всех контролирующих программ одинаков. В каждом взводе проводился замер времени, необходимого каждому курсанту на выполнение программ, и фиксировалась оценка. полученная при этом Анализируя эти два показателя, можно судить о качестве знаний курсантов. Показатель времени выполнения программы подвергался статистической обработке, поскольку использование балльной шкалы оценок в качестве критерия в педагогических исследованиях некорректно, так как она является шкалой порядка и нс лает информации о характере интервалов между соседними значениями оценок. Шкала времени является шкалой отношений, считающейся самой мощной шкалой. Она дает возможность оценить, во сколько раз измеряемый объем больше (меньше) друг ого. С помощью математической статистики можно строить шкалы отношений, при этом не возникает никаких проблем с обоснованием достоверности различий между контрольными и экспсримсгтшьньгми группами (1-3; 6).

Конечным результатом использования компьютерных анимационных программ является повышение уровня знаний по изучаемым техническим дисциплинам, поэтому использование времени выполнения контрольных заданий, в которых применяются компьютерные анимационные программы, в качестве критерия уровня устойчивых знаний представляется обоснованным. Средний балл группы за выполнение контрольных заданий выставляется компьютером, поэтому является лучшим косвенным подтверждением основных результатов, чем балл, выставленный преподавателем (3; 6).

Анализ работ показывает, что в большинстве педагогических исследований методы математической статистики применяются при необходимости установления достоверности различий между результатами обучения, воспитательных воздействий в контрольных и экспериментальных группах. Проведенный анализ литературы по математической статистике показал, что соответствующие разделы написаны настолько нечетко и сложно, что разобраться в них непрофессиональному статистику довольно-таки трудно (6; 7). Ввиду этого обработка результатов измерения времени выполнения контрольных заданий с использованием анимационных программ осуществлялась с учетом рекомендаций А.М. Новикова (3). Эп< рекомендации заключаются в том что при использовании шкалы отношений, если применяются точно и объектив- но измеренные оценки, то для проверки статистической достоверности дифференциации (разности) двух средних показателей (среднее значение по одной и подругой группе) применяется t-критсрий Стьюдента или F-критерий Фишера. Если количество измерений в каждой группе велико (сотни), то можно быть уверенным (по крайней мере, для педагогических исследований), что эти замеры будут распределены по нормальному закону (распределение Гаусса). При малых выборках, когда количество замеров мало (дссятки), то для того, чтобы убедиться в том. что распределение близко к нормальному (распределение Гаусса), необходимо сопоставить значения среднего, моды и медианы. Если значения среднего, моды и медианы приблизительно совпадают, то распределение будет но нормальному закону (распределению Гаусса) и можно применять /-критерий Стьюдента или /-"-критерий Фишера (2; 3;6;7).

Критерий согласия Стьюдента позволяет осуществлять сравнение средних значений двух совокупностей измерений с неизвестными, но равными дисперсиями а2 и имеющими нормальное распределение. Значение среднего в данном случае будет являться показателем качества знаний по специальной дисциплине у курсантов исследуемых ipynn. Чем выше уровень знаний в группе и чем устойчивее эти знания. тем показатель среднего меньше (конечно, до определенных пределов). Проверка по этому критерию сводигея к вычислению значения критериальной статистики по формуле (6):

{№ - Xi) - (м - Д)} (Л| * П; - 2)^/;

1= . (D ^/п) ^О/п^ «Я. - 1 №^?* (я, - I №’)^1/1

гдс^рД; * среднее (теоретического распределения) первом и второй совокупностей данных измерении соответственно (на основании гипотезы Н_п полагаем Ji_x= Д₂); т,.^ среднее выборочное (среднее арифметическое) первой и второй совокупностей данных измерений соответственно (определяется по формуле 2): S)². 5? выборочная дисперсия первой и второй совокупностей данных измерений соотастствснно (определяется по формуле 3); «р л, - число измерении в первой и второй совокупностях данных соответственно.

Затем определяется число степеней свободы /-распределения по формуле:

к - я, + л₂ - 2. (2)

Выбирается уровень значимости о (в данном случае 0.05), и из таблиц, приведенных в литературе (6; 7), по выбранному уровню значимости и и вычислительному числу степеней свободы к, находится значение /_00$. Расчетное значение / сравнивается с табличным /_00$, и если | /1 < /_{0 05}, то гипотеза Ш^ о равенстве средних двух сравниваемых совокупностей принимается.

Критерий согласия Фишера позволяет осуществить сравнение дисперсий двух совокупностей измерений, имеющих нормальное распределение. Значение дисперсии в данном случае будет являться показателем однородности качества знаний по специальной дисциплине у курсантов исследуемых групп. Чем однороднее уровень знаний в группе, тем показатель дисперсии меньше. Проверка по этому критерию сводится к вычислению значения критериальной статистики по формуле (6; 7):

F= (3)

где о^2. <т22 дисперсия (теоретического распределения) первой и второй совокупностей данных измерений соответственно: $i2, S22 выборочная дисперсия первой и второй совокупностей данных измерений соответственно.

В формуле 3 на основании г ипотезы (//„) о равенстве дисперсий совокупностей данных измерений полагаем oj* <т7. В результате выражение 3 принимает вил:

S’

I»—,(4)

Затем определяется число степеней свободы /•'-распределения по формуле:

^■л,-1;   д-л2-1,(5)

где лг л, число измерений и первой и второй совокупностях данных соответственно.

В дальнейшем выбирается уровень значимости и (в данном случае -0,05) и из таблиц, приведенных в литературе (6; 7). по выбранному уровню значимости и вычисленным числам степеней свободы р и q находится значение верхней 2.5-про-нет ной области Г _ц-распределения. Если вычисленное значение /•" лежит ниже критического значения F_{p q}, то гипотеза (//₀) о равенстве дисперсий двух сравниваемых совокупностей принимается.

Обработка результатов измерения времени осуществлялась с использованием стандартных пакетов компьютерных программ по статистике - SPSS 10.0 и STATiSTICA 6.0.

ЛИТЬ РАТ У РА

• I.    Бабинский Ю.К Введение в научное исследование по педагогике. М.: Педагогика, 1988.

• 2    Зигахшмекий ВИ Методология и методика педагогического исследования. М.: Педагогика, 1982.

• 3.    Новиков А.М Научно-экспериментальная работа в образовательном учреждении (деловые советы). М .: Изд-во АПО. 1996.

• 4.    Педагогика". Учебное пособие для студентов педагогических вузов и педагогических колледжей / Пол рсл ПИ. Пидка-систого. М . Российское педагогическое агентство. 1996.

• 5.    Подласый Н.П Педагогика: Новый курс: Учебник для студентов высших учебных заведений В 2 кн - М : Гуманит изд. центр ВЛАДОС, 2002.

• 6.    Поллард Дж. Справочник ио вычислительным .методам статистики / Пер с англ. ВС Занадворова; под рсд. и с предисловием ЕМ Четыркнна - М. Финансы и статистика. 1982.

• 7.    Справочник по вероятностным расчетам. М.: Восннздаг. 1970.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЙ АСПЕКТПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫГРУППОВЫХ ФОРМ РАБОТЫ

Канд. псд. наук, доцент И.С. Скляренко Уссурийский филиал Дальневосточного юридического института МВД России

Легче изменить индивидуумов, собранных в группу.

чем изменить каждого из них в отдельности.

Курт Левин

Обучение и воспитание есть единый образовательный процесс. Это давно доказано и нс вызывает никаких сомнений: невозможно обучать нс воспитывая н воспитывать не обучая. Немецкий философ и педагог И.Ф. Гербарг (1776-1841) писал: "Обучение без нравственного образования есть средство без цели, а нравственное образование без обучения есть цель, лишенная средств". Другое дело, если речь идет о конкретных вопросах “Чему учить?" и “Что воспитывать в личности?" применительно к определенным методикам, учениям и системам. Так. например, методика В Ф. Шаталова