Однако формирование профессиональной компетентности учителя физики длительный и динамичный процесс. Для того чтобы проследить эту динамику и вовремя принять необходимые управленческие решения эпизодической проверки знаний и умений недостаточно. Необходимо привлекать инструментарии системной диагностики, которые позволяют проследить за объектом до и после управляющего воздействия. Одними из таких инструментариев являются мониторинг и рейтинговая система. Использование мониторинга позволяет оптимизировать управление образовательным процессом, включить в пространство управленческой деятельности значительное число педагогов, что делает контроль знаний и умений демократичным и предельно объективным.
В главе приведены критерии оценки учащихся за выполненное компьютерное тестирование. Показаны преимущества разработанной методики диагностики профессиональных компетенций студентов, знаний и умений школьников, основанной на внедрение в образовательный процесс рейтинговой системы, мониторинга и компьютерного тестирования, которая кроме знаний позволяет выявлять владения умениями. Рейтинговая система и мониторинг позволяют индивидуализировать работу с каждым учащимся, компьютерное тестирование позволяет им работать в индивидуальном темпе, охватывает больший объем проверяемых элементов, что приводит к улучшению знаний и успеваемости, повышению интереса к физике, более полному раскрытию способностей каждого учащегося. Средствами созданной методики достигается преодоление негативного отношения к контрольным мероприятиям, что сказывается на психологическом климате в коллективе, преобладании побуждающих мотивов к учебе для учащихся различного статуса. профессиональный компетенция знание образование
В третьей главе «Организация, проведение и результаты педагогического эксперимента» дана общая характеристика констатирующего, поискового и формирующего этапов педагогического эксперимента, представлены задачи каждого этапа, используемые методы и полученные результаты.
Педагогический эксперимент проводился на базе физико-математического факультета в 2006-2008 гг., а также в пяти школах города Рязани и Рязанской области в 2004-2008 гг., охватил 80 студентов, получающих основную специальность «Учитель физики», и около 500 школьников. Цель эксперимента заключалась в проверке справедливости гипотезы исследования.
Экспериментальное исследование строилось на основе диагностики уровня сформированности того или иного элемента профессиональной компетенции студентов традиционными и современными методами. Применялись методы педагогического наблюдения, анкетирования, опроса. Использовались разработанные рейтинговые карты. Всесторонне изучались характеристики экспериментальных и контрольных классов и групп с использованием педагогических тестов.
Констатирующий эксперимент выявил проблемы, связанные с диагностикой компетенций студентов, знаний и умений школьников, необходимостью совершенствования и расширения методов контроля знаний по физике в школе и вузе, опираясь на подходы связанные с использованием для этого компьютерных технологий, что подтвердило актуальность темы исследования. На этом этапе определялся исходный уровень сформированности профессиональных компетенций у будущих учителей физики, знаний и умений у школьников, а также выявлялись и анализировались их психологические особенности, сферы интересов, так как предполагалось учитывать эти данные для решения поставленных задач. Результаты констатирующего эксперимента в школе указали на низкий рейтинг физики среди других изучаемых предметов, отрицательное отношение к различным методам контроля и оценки знаний и умений, на нерациональное использование компьютерных технологий при ее изучении. Обозначились проблемы в организации образовательного процесса и некоторые проблемы психологического характера. Констатирующий эксперимент в вузе выявил недостатки традиционной системы диагностики знаний и умений. Главный из них очевиден: она никак не способствует непрерывной работе студентов, что сказывается на их успеваемости.
На поисковом этапе эксперимента создавалась методика комплексной диагностики профессиональных компетенций студентов, знаний и умений школьников при изучении физики, путем внедрения компьютерного тестирования, уточнялись существующие банки тестовых заданий на предмет диагностики компетенций и создавались новые. Определялись и уточнялись направления модернизации рейтинговой системы контроля знаний, мониторинга, производился качественный анализ существующих методик контроля знаний и умений, имеющегося учебного оборудования для их осуществления. В ходе поискового этапа эксперимента выработаны рекомендации по использованию компьютерных технологий для диагностики профессиональных компетенций студентов, знаний и умений школьников, рейтинговая система контроля знаний и мониторинг адаптированы к процессу изучения физики.
Основной целью формирующего эксперимента являлось подтверждение эффективности предлагаемой методики и проверка выдвинутой гипотезы. Принимавшие участие в эксперименте классы и студенческие группы делились на контрольные и экспериментальные. В школе преподавание в обоих классах осуществлялось соискателем, но с применением различных методов диагностики знаний и умений. В вузе эксперимент осуществлялся силами соискателя и преподавателей кафедры с аналогичным подходом к диагностике. Результаты формирующего эксперимента обрабатывались различными статистическими методами.
Компьютерное тестирование школьников и студентов экспериментальных классов (групп) проводилось несколько раз в году: предварительное, промежуточное, текущее, итоговое. Диагностическому тестированию подвергались школьники и студенты экспериментальных и контрольных классов (групп).
В третьей главе представлены примеры тестовых заданий разного типа и уровня сложности для диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики, знаний и умений школьников. Задания содержат задачи описательного, графического характера, задачи-рисунки, а также задачи, для решения которых необходимо применить известный алгоритм. Предполагается проверка следующих видов деятельности: воспроизведение знаний, применение знаний и умений в знакомой ситуации, применение знаний и умений в измененной ситуации, применение знаний и умений в новой ситуации. Воспроизведение знаний подразумевает знание основных фактов, понятий, моделей, явлений, законов, умение называть их границы применимости. Воспроизведение знаний в знакомой и измененной ситуации подразумевает сформированность умений объяснять физические явления, анализировать процессы на качественном и расчетном уровне, иллюстрировать роль физики в создании и совершенствовании технических объектов. Учитывая, что физическое образование должно быть завершенным, предлагаемые нами тестовые задания отображают структуру учебной дисциплины, различаются формой и имеют два уровня сложности. Все разработки сведены в единый банк тестовых заданий, который используется в учебном процессе.
Полученные результаты обрабатывались с использованием статистического метода «хи-квадрат». До начала эксперимента статистически значимых различий между контрольной и экспериментальной группами учащихся не обнаружено. Активно вмешиваться в процесс обучения учащихся и прослеживать за динамикой изменения показателей учебного процесса позволял проводимый нами в течение всего срока педагогического эксперимента мониторинг процесса обучения физике.
Подводя итоги сказанному, можно сделать следующий вывод: введение предложенного подхода осуществления эксперимента позволяет не только качественно диагностировать знания и умения школьников, но и повысить их уровень, что отражается на динамике успеваемости учащихся экспериментальных классов за три года обучения (с 7 по 9 класс). (Рис. 3)
Видно, что успеваемость учащихся в экспериментальных классах имеет четкую тенденцию к улучшению с момента внедрения в учебный процесс компьютерного тестирования. Происходит переход учащихся из группы неуспевающих и средних учащихся в группу хорошистов и отличников.
Для контрольных классов успеваемость по годам изменяется хаотично и не подчиняется каким-либо закономерностям (Рис. 4).
Внедрение компьютерного тестирования и мониторинга в старшие классы не выявило каких-либо явных тенденций: и в контрольных, и в экспериментальных классах динамика изменения успеваемости близка, что, вероятно, связано с невозможностью обеспечить чистоту педагогического эксперимента для этих классов (диаграммы представлены в диссертации). Многие учащиеся выпускных классов по собственному желанию начинают независимо друг от друга знакомиться и использовать тестирование в своей практике обучения помимо школы.
По окончании педагогического эксперимента можно констатировать: школьники и студенты экспериментальных классов (групп) показали лучшие теоретические знания, более высокий уровень сформированности экспериментальных умений, умения решать физические задачи (рис 5).
Внедрение рейтинговой системы и компьютерного тестирования для диагностики профессиональных компетенций студентов позволило перевести на качественно иной уровень их успеваемость. Относительная доля троек среди положительных оценок уменьшилась примерно в два раза. В то же время доля студентов, явно не справляющихся с учебным графиком и имеющих низкий рейтинг, не уменьшилась.
Школьники Студенты
Анализ итогов педагогического эксперимента в вузе констатировал качественное продвижение студентов на более высокий уровень знаний по физике и общую положительную динамику роста профессиональной компетентности; рост учебной мотивации, заинтересованности, постоянно растущую дисциплинированность и организованность студентов; положительное отношение студентов к предлагаемой методике работы.
Результаты тестирования, анкетирования, опросов учащихся 7-11 классов и студентов позволили сделать выводы о повышении эффективности обучения физике за счет использования преподавателями компьютерных технологий при контроле знаний и умений. Качественный анализ результатов исследования показал, что обучение физике в условиях использования таких средств способствует повышению познавательной активности, самостоятельности, внимания обучаемых, росту мотивации и интереса к физике, следствием чего является улучшение качества усвоения изучаемого материала и качества образования в целом.
Проведенное исследование позволило обнаружить статистически значимые различия между учащимися экспериментальных и контрольных классов (групп), что также свидетельствует об эффективности предложенных методов контроля знаний и умений.
Таким образом, полученные данные полностью подтвердили гипотезу исследования; поставленные цели и задачи выполнены.
В заключении диссертации подводятся основные итоги проведенной работы, излагаются основные выводы исследования:
Диссертационная работа является обобщением многолетних комплексных исследований автора, проведенных в университете и средней школе с привлечением методов экспериментальной физики, информатики, математической статистики, педагогики и психологии.
Анализ понятия «компетенция» показал, что этот термин представляет собой совокупность таких компонентов как знания, умения и готовность к выполнению определенного вида деятельности. Профессиональные компетенции учителя физики являются сложной структурой, подразумевают обладание знаниями и владение умениями при условии личностной заинтересованности педагога в осуществлении практической деятельности. Внедрение в образовательную практику компетентностного подхода актуализирует разработку эффективной методики диагностики компетенций специалистов, так как их совокупность позволяет говорить о профессиональной компетентности специалиста.
Разработана и практически реализована методика диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики, основанная на использовании в образовательном процессе информационных технологий, позволяющая диагностировать теоретические знания, экспериментальные умения, умения решать физические задачи, расширяющая возможности традиционных методов и меняющая способ выставления оценки.
Разработаны комплекты разноуровневых тестовых заданий, для диагностики профессиональных компетенций будущих учителей физики, знаний и умений учащихся 7-11 классов средней школы, пакет рекомендаций и инструкции по проведению компьютерного тестирования в школе и вузе, позволяющие обеспечить систематический характер контролирующих мероприятий, что позволяет активизировать учебно-познавательную деятельность учащихся при изучении физики.
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность осуществления мониторинга образовательного процесса как системы целеполагающих, контролирующих и диагностических составляющих, используемых для управления процессом формирования профессиональных компетенций студентов (знаний и умений школьников) и прогнозирования дальнейшего пути их развития.
Результаты педагогического эксперимента по внедрению разработанной методики в вузе и школе позволяют утверждать, что данная методика повышает эффективность образовательного процесса, стимулирует интенсивность работы преподавателей и студентов (учителей и школьников), индивидуализирует контроль знаний и умений, позволяет объективнее подойти к оценке результатов, проследить динамику усвоения знаний каждого учащегося, дифференцировать значимость оценок (самостоятельно выполненная работа или под руководством учителя, творческая или исполнительская, по инициативе учителя или по собственной, выполненная в рамках итогового контроля или текущего), инициирует творческую деятельность учащихся, пробуждает соревновательный дух. Применение разработанной методики обеспечивает диагностируемый рост качества знаний и умений студентов и школьников, развивает мышление и познавательный интерес к физике, доказывает, что применение новых информационных технологий меняет негативное отношение учащихся к контролю знаний и к учебе в целом.