Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, додатків. Повний обсяг дисертації - 216 сторінок, основний текст - 180 сторінок, список використаних джерел - 22 сторінки (210 найменувань). Дисертація містить в основному тексті 16 таблиць і 15 рисунків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми, проаналізовано сучасний стан дослідження проблеми, визначено об'єкт, предмет, мету, гіпотезу та завдання роботи, викладено методологічну основу дослідження, його наукову новизну, теоретичну й практичну значущість. Показано особистий внесок автора, результати апробації і впровадження дисертаційного дослідження.
У першому розділі “Психолого-педагогічні основи контролю пізнавальної діяльності студентів із загальної фізики” обґрунтовано структуру педагогічного дослідження, визначено суспільні вимоги до сучасної вищої технічної освіти, виявлено недоліки традиційного підходу до заходів контролю знань студентів. Проаналізовано психологічні засади пізнавальної діяльності та контролю її результативності, розглянуто дидактичні основи сучасних модульних методик контролю в умовах кредитно-модульної системи навчання у вищий школі.
Головна дидактична мета сучасної вищої освіти - розвиток логічно цілісної особистості, яка буде здатною навчатися впродовж життя й адекватно реагувати на виклики сучасної техногенної цивілізації. Мета фізичної освіти, крім засвоєння студентами основ науки фізики, полягає також в опануванні методології набуття фізичних знань. Подальша самоосвіта не може бути успішною, якщо студент не виробить навиків самоконтролю під час навчання у вищому навчальному закладі.
За традиційного контролю знань із фізики об'єктом контролю є передусім знання фактичного матеріалу, однак під час контролю студент не вчиться приймати рішення, критично мислити, самостійно оцінювати свою навчальну діяльність, виправляти помилки, застосовувати свої знання тощо. Проблемою є організація самостійної роботи студентів. Поширення таких відносно нових форм контролю у процесі навчання загальної фізики, як письмовий та комп'ютерний контроль вимагає створення більш формалізованих і технологічних методик контролю, оскільки під час такого контролю не відбувається безпосереднього зв'язку студента з викладачем. Контроль під час екзаменаційної сесії - це одноразовий акт, тоді як оцінювання діяльності студента залежить від багатьох причин і тому має імовірнісний характер. Окрема оцінка не може бути об'єктивним критерієм діяльності студента. Існує й інша причина, чому за традиційної системи навіть хороша оцінка ставала антистимулом для подальшої пізнавальної діяльності; позитивна оцінка була кінцевою метою зусиль студента, він не мав стимулів до подальшої роботи над виправленням помилок, допущених під час відповіді.
Сучасні потреби суспільства вимагають орієнтації навчання у вищий школі на набуття ключових компетентностей. Компетентним у галузі фізики можна вважати студента, який після вивчення курсу може повною мірою застосовувати здобуті знання, а також самостійно опановувати нову фізичну інформацію, потрібну для подальшої професійної діяльності.
Але наразі у технічних вищих навчальних закладах недостатньо уваги приділяється сучасним проблемам дидактики вищої школи і зокрема проблемі контролю під час навчання в умовах кредитно-модульної системи. Вищенаведені чинники переконують у необхідності проведення дослідження з методики контролю пізнавальної діяльності студентів із загальної фізики.
Здатність людини до ефективної та плідної самостійної роботи чи не в першу чергу визначається її здатністю до самоконтролю та об'єктивної самооцінки своєї діяльності. Тому завданням викладача фізики є також виховання у студента вміння контролювати свою пізнавальну діяльність. Інакше кажучи, важливо не тільки методично правильно вчити студента загальної фізики, а й у загальних рисах пояснювати методику контролю результативності цього процесу.
Щоб бути спроможним сформувати у студентів уміння самостійно контролювати свою пізнавальну діяльність, викладач передусім сам повинен глибоко розуміти суть процесу мислення і розумового розвитку особистості; з цією метою були проаналізовані й узагальнені сучасні поняття процесу пізнавальної діяльності з погляду філософії, соціології, психофізіології, психології та педагогіки. Методичні засади контролю розроблено на основі вивчення й аналізу праць провідних педагогів та психологів: Я.-А. Коменського, В.О. Сухомлинського, К.Д. Ушинського, С.Л. Рубінштейна, К. Леонгарда, З. Фрейда, В.С. Аванесова, Дж. Аткінсона, Г.О. Балла, В.П. Беспалько, Д.Б. Богоявленської, П.П. Блонського, Л.С. Виготського, П.Я. Гальперіна, Є.М. Горячкіна, В.В. Давидова, Д. Джонстона, З.І. Калмикової, І.А. Лернера, Н.А. Менчинської, В. Оконя, А.А. Плітіна, М.Н. Скаткіна, Р.Л. Солсо, Н.Ф. Тализіної Д.Б. Эльконіна, та інших. Значний вклад в розвиток вищої освіти внесли С.І. Архангельський, В.М. Вергасов, В.В. Лагерев, зокрема над впровадженням модульної системи працювали А.В. Фурман, П.А. Юцявічене. Дослідженню пізнавальної діяльності присвячені роботи багатьох сучасних педагогів та психологів, таких як М.С. Антонюк, Г.А. Атанов, О.В. Корсакова, О.С. Падалка, В.Ф. Решетняк, О.Г. Ярошенко.
З погляду психології пізнавальна діяльність загалом розглядається як послідовність процесів отримання інформації (сприймання), аналізу цієї інформації, упровадження її у внутрішній світ суб'єкта (інкорпорація) та відповідної реакції (оперування). З погляду педагогіки пізнавальна діяльність - це двосторонній взаємозалежний процес: діяльності педагога з організації пізнавальної діяльності студента та особистої самореалізації студента. Причому кінцевим результатом зусиль педагога є перетворення спеціально організованої пізнавальної активності студента у його власну пізнавальну діяльність. Здатність студентів до пізнавальної діяльності - одна з головних складових освітньої компетентності, яка дозволяє їм ефективно здійснювати самостійне навчання. Загальна фізика об'єктивно має великі потенційні можливості для розвитку пізнавальної діяльності, будучи чи не єдиною дисципліною, у ході засвоєння якої студенти залучаються до всіх етапів наукового пізнання.
У другому розділі “Методика контролю пізнавальної діяльності студентів із загальної фізики в умовах кредитно-модульної системи навчання” були представлені засади нової методики, їх структуру подано на рис. 1. Розроблення методики контролю пізнавальної діяльності потребувало чіткого визначення особливостей такої діяльності для студентів технічних вищих навчальних закладів. Було розроблено ієрархічну структуру пізнавальної діяльності студентів із загальної фізики, на основі якої запропоновано етапи та форми контролю такої діяльності в умовах кредитно-модульної системи та принципи побудови пізнавальних завдань як засобу контролю пізнавальної діяльності.
Об'єктом контролю є результативність та послідовність процесу пізнавальної діяльності студентів під час навчання загальної фізики. Вимоги до контролю, відповідно до яких розроблено методику, є такі: валідність; об'єктивність, надійність і точність результатів контролю; систематичність; стандартизація; комплексність; оптимальна інтенсивність; рівноцінність різних варіантів завдань; мінімалізація часу контролю; результати контролю мають бути відомі студентам у найкоротший термін.
Серед принципів, за якими розроблялася методика контролю, вирізнимо принцип усвідомленої перспективи, доступності, динамічності, різнобічності, паритетності, циклічного керування, єдності та наступності, діяльнісний принцип. Також використано “принцип слабкої ланки” - надійність будь-якої системи визначається міцністю найслабшої її ланки (для зміцнення системи передусім потрібно знайти та зміцнити слабкі ланки) та “принцип порушення рівноваги” - зовнішній вплив має коригувати діяльність системи в тому напрямі, у якому необхідність такого впливу зменшується, а система набуває здатності функціонувати самостійно. За цим принципом кінцева мета контролю полягає у тому, щоб студент у результаті став єдиним учасником навчального процесу - особистістю, здатною до самонавчання й саморозвитку.
Підготувати студента до майбутньої професійної діяльності можна тільки тоді, коли саме навчання буде діяльністю. Потрібно розрізняти пізнавальну діяльність ученого, яка спрямована на здобуття об'єктивно нових знань, раніше невідомих людству, і пізнавальну діяльність студента. Результати пізнавальної діяльності вченого відокремлюються від суб'єкта цієї діяльності, в той час, як результати пізнавальної діяльності студента є його особистим надбанням для успішного здійснення майбутньої професійної діяльності.
Оскільки студент під час пізнавальної діяльності засвоює вже відомі знання, вони мають бути відповідно препаровані для того, щоб полегшити та прискорити процес їх засвоєння. При цьому головне завдання методики фізики - зберегти природу і логіку пізнавального процесу та не перетворити живу й динамічну науку в набір формальних догм. Процес пізнання нового вимагає не стандартних умінь та навичок, а незалежної роботи думки.
Методику контролю пізнавальної діяльності розроблено відповідно до логіки процесу пізнання. Оскільки студент опановує вже відомі людству знання, для нього пізнавальний процес має розпочинатися з надання найзагальніших уявлень про об'єкт, який підлягає вивченню. Це перший рівень пізнання. Більш ґрунтовні знання про об'єкт зводяться до вивчення його складових частин та характеристик. Для цього використовуються методи спостереження та аналізу. Знання складових об'єкта є другим рівнем його пізнання. Потім потрібно встановити причинно-наслідкові зв'язки між частинами об'єкта й зрозуміти, яким чином взаємодія усіх його складових забезпечує функціонування об'єкта як цілого. Таким чином, знову отримуємо синтетичні знання про об'єкт, але на вищому рівні, який розглядатимемо як третій рівень пізнання об'єкта. Знання не тільки про зовнішні ознаки об'єкта, а й про його внутрішню структуру та зв'язки дають можливість сприймати об'єкт як елемент більш складної системи та видозмінювати його для застосовування відповідно до конкретних потреб. Такі знання - це четвертий рівень пізнання об'єкта, після досягнення якого студент здатний до творчого застосування здобутих знань. У пропонованій методиці процес контролю поділено на чіткі етапи таким чином, щоб контролю підлягав кожний рівень засвоєння (рис. 2) студентом навчального матеріалу. Вертикальні ділянки графіка відповідають якісному стрибку на наступний рівень засвоєння після осмислення студентом інформації на попередньому рівні (перехід кількості у якість).
Але не можна контролювати пізнавальну діяльність студентів із загальної фізики як деяку абстракцію. Стимулом для активізації пізнавальної діяльності і одночасно вимірником її результативності є пізнавальне завдання, а результативність пізнавального процесу залежить від того, на скільки чітко та адекватно у завданні сформульовано фізичну проблему, чи розуміє студент суть цієї проблеми, чи є для нього необхідним і привабливим вирішення проблеми. За традиційною ж методикою часто завдання формулювали так, що студент не бачив в них ніякої проблеми для вирішення.
Послідовність виконання пізнавальних завдань визначається ієрархічністю засвоєння фізичних знань. Сходження студента по рівнях засвоєння навчального матеріалу має бути поетапним, оскільки саме брак знань на початкових рівнях засвоєння є перешкодою до подальшої успішної пізнавальної діяльності. Пізнавальне завдання, спрямовують на перший рівень засвоєння, якщо студент має нульовий рівень засвоєння (готовність до сприймання нового матеріалу). Якщо студент перебуває на першому рівні засвоєння, пізнавальне завдання спрямовують на досягнення другого рівня і т.д.
Після впровадження кредитно-модульної системи відбулися якісні зрушення у способах і критеріях оцінювання роботи студентів у бік принципового збільшення значущості поточних оцінок. Це дозволяє проводити систематичний контроль успішності пізнавальної роботи студента на кожному рівні засвоєння, виявляючи при цьому також рівень опанування студентом методів та способів освоєння дійсності. Розуміння студентом послідовності процесу засвоєння нового є основою для бажаної мети - здатності студента до подальшого самостійного навчання фізики.
Одним з головних завдань навчання фізики є розвиток функціонального мислення, це враховано при розробленні пізнавальних завдань для лабораторних та практичних занять. По суті, професійна діяльність кожного інженера зводиться до вирішення головного завдання: відшукати способи поліпшення параметрів деякої системи. Аналогічні завдання запропоновано для контролю (наприклад, якими способами можна вдвічі збільшити струм на ділянці електричного кола, як збільшити прискорення тіла в механічній системі). Такий підхід вчить студента бачити причинно-наслідкові зв'язки, динаміку процесів, а не зводити розв'язання задачі до формальних математичних перетворень.
Систему оцінювання результатів пізнавальної діяльності модернізовано відповідно до принципів кредитно-модульної системи, розроблено комп'ютерну програму для автоматичних розрахунків підсумкових рейтингових оцінок із загальної фізики та заповнення семестрових відомостей. Оцінка за таких умов вказує, яку частину роботи студент виконав у своїй пізнавальній діяльності під час засвоєння модуля, на якому етапі пізнавального процесу він перебуває і скільки кроків залишилося до позитивного результату.
За розробленою методикою створено комп'ютерні програми для контролю. Головна їх особливість у тому, що студент може перейти на наступний рівень засвоєння навчального матеріалу тільки повністю виконавши завдання попереднього рівня, чим гарантується систематичність пізнавального процесу. Розроблено комп'ютерні програми для забезпечення числовими даними задач наростаючої складності. Такі задачі мають декілька питань різної складності, це дозволяє індивідуалізувати процес контролю. Комп'ютер застосовано як засіб стимулювання самостійної пізнавальної активності студентів; індивідуальні домашні завдання вони можуть виконувати у вигляді комп'ютерних презентацій.
Контроль пізнавальної діяльності використано як зворотний зв'язок у навчанні, у результаті створено технологію удосконалення засобів навчання та контролю за принципом побудови систем, що здатні адаптуватися до зовнішніх впливів. За цією технологією модернізовано та підготовано до перевидання у новій редакції модульні навчальні посібники [13; 14].
У третьому розділі “Експериментальне дослідження ефективності впровадження розробленої методики” описано виконання педагогічного експерименту, під час якого у навчальний процес були внесенні зміни згідно з завданнями і гіпотезою дослідження, та викладено його статистичні результати. Аналіз результатів посвідчив факт поліпшення результативності пізнавальної діяльності студентів із загальної фізики після впровадження нової методики контролю, отже гіпотеза дослідження отримала підтвердження.
Заключний етап педагогічного експерименту відбувався в умовах приєднання вищої освіти України до Болонського процесу й запровадження кредитно-модульної системи навчання. Дієвість методики та засобів контролю перевірялася при їх впровадженні у 2004 - 2006 навч. рр. При статистичній обробці використано результати пізнавальної діяльності більш ніж 500 студентів. Ефективність внесених змін оцінювали порівняльним аналізом з результатами пізнавальної діяльності студентів за традиційною методикою.
Першим завданням статистичного оброблення результатів є виявлення розбіжностей. Після цього виникає дилема: ці розбіжності є закономірним результатом спрямованого впливу, чи це просто випадкові відхилення. Після аналізу можливостей різних критеріїв були вибрані критерій Вілкоксона та критерій Пірсона. Перший критерій дає змогу визначити напрям та інтенсивність змін при зіставленні результатів, отриманих під час досліджень в одній і тій самій групі осіб під впливом деякого фактора та без такого впливу. За допомогою другого критерію можна з'ясувати, чи однакова частота появи різних значень ознаки (оцінки) в емпіричному та теоретичному розподілах, або у двох емпіричних розподілах. Ці методи потребують старанного групування результатів та складних обчислень, їх можливості повною мірою діють тільки в разі досить великих вибірок. Але масштаби педагогічного експерименту при впровадженні кредитно-модульної системи дали змогу отримати значні обсяги емпіричних даних, а комп'ютерна техніка дозволила з великою точністю обробити значні масиви інформації для знаходження критеріїв.
Розрахунки за допомогою критерію Пірсона демонструють статистичну достовірність покращення результатів пізнавальної діяльності із загальної фізики протягом семестру в експериментальних групах порівняно з контрольними групами, де заняття проводилися за традиційною методикою.
Оскільки на початковому етапі нові навчальні посібники та засоби контролю були розроблені тільки для першого семестру, була можливість порівняти результати пізнавальної діяльності в одних і тих самих групах при навчанні з використанням нової методики та засобів контролю у першому семестрі та без них у другому семестрі. Для цього використано критерій Вілкоксона Т. Він дозволяє встановити напрям та інтенсивність змін у одній вибірці. Емпірично знайдений критерій -Темп = 165 (рис 3) набагато менший від критичного значення Т0,01=397, Темп знаходиться в зоні значущості відмінностей між розподілами, що вказує на закономірний, а не випадковий характер кращих показників успішності пізнавальної діяльності студентів після впровадження нової методики та засобів контролю. Цей факт засвідчено й під час опиту студентів експериментальних груп про переваги і недоліки нових засобів контролю.
Експериментально підтверджено факт, що дуже мало студентів показують добру підсумкову успішність, не маючи подібних результатів під час поточного контролю. Це ще один доказ того, що тільки послідовний контроль усіх рівнів засвоєння матеріалу є гарантією результативності пізнавальної діяльності.
Результати експерименту підтверджують правильність гіпотези дослідження, є доказом ефективності розробленої методики контролю пізнавальної діяльності студентів із загальної фізики та впроваджених засобів і технологій контролю. Зрозуміло, що позитивні зрушення, зафіксовані під час проведення експерименту не є гарантією довершеності пропонованих методичних засад. Тільки критичне і творче використання методики та засобів контролю дасть змогу постійно їх вдосконалювати.
ВИСНОВКИУ дисертаційному дослідженні проведено теоретичне узагальнення і нове вирішення методичної проблеми контролю пізнавальної діяльності студентів із загальної фізики, що виявляється у встановленні етапів контролю відповідно до рівня засвоєння студентами фізичного матеріалу. Рівні засвоєння визначено на основі конкретизації уявлень про структуру пізнавальної діяльності студентів під час навчання загальної фізики. Послідовний контроль усіх рівнів засвоєння фізичного матеріалу дає змогу студентам розуміти логіку пізнавального процесу і надалі контролювати результативність цього процесу самостійно; таким чином навчальний процес поступово переходить у саморегульований режим. Це важливо в умовах високотехнічної інформаційної цивілізації, де основними чинниками успіху стають ціннісні орієнтації особистості, її пізнавальна активність, готовність до безперервної освіти.
