4 Бердянськ 2011 (06) ббк 74я5

УДК 378.53.372

Б. А. Сусь,

доктор педагогічних наук, професор

(Національний технічний університет

України “КПІ”),

студент (Roane State Community College, USA)

ДІЯЛЬНІСНИЙ ПІДХІД І МЕТОД ПРОБЛЕМНОГО НАВЧАННЯ

В ДОСЛІДНИЦЬКІЙ ДІЯЛЬНОСТІ СТУДЕНТІВ

На основі діяльнісного підходу і методу проблемного навчання підійдемо до явища дифракції як проблемного питання фізики. Традиційно дифракція розглядається як окреме явище з точки зору хвильового підходу і трактується досить невизначено стосовно фізичного смислу як “відхилення хвиль від прямолінійного поширення”, “заходження хвиль в область тіні”, “огинання хвилями перешкод”, “поширення хвиль після проходження через або навколо різних отворів або перешкод” і т.п. [3; 5]. Для описання дифракції використовується принцип Гюйгенса-Френеля, коли джерело світла замінюється хвильовою поверхнею, яка розбивається на зони, випромінювання від яких іде в точку спостереження К у протифазі (рис. 1).

Однак хвильовий підхід знаходиться у суперечності із корпускулярним підходом, згідно з яким світло – це потік частинок – фотонів. Фотон же в деякій абстрактній точці хвильової поверхні dS (рис. 2) не може змінити свого напрямку руху, щоб потрапити в точку спостереження К, оскільки він є частинкою, має імпульс, існує закон збереження імпульсу.

На цю проблему звертається увага студентів і аналізується явище дифракції при проходженні світла крізь щілину. На ній відбувається два процеси – проходження променя через відкриту частину і пряме освітлення ним екрана в його центральній частині, а також взаємодія променя з краями щілини, у результаті чого електрони збуджуються і перевипромінюють світло в усі сторони (рис. 3).

Таким чином, гострі краї перешкоди стають точковими когерентними джерелами, які створюють інтерференційну картину з максимумів і мінімумів на екрані Е₁ в області тіні (точка Р₁). Слід зауважити, що така ж інтерференційна картина виникає з протилежного боку перешкоди на екрані Е₂ в точці Р₂. Утворюється інтерференційна картина і на центральній частині екрана, освітленій прямими променями, однак на фоні прямого освітлення вона не помітна. Отже, дифракція – це не якесь окреме явище, а один із видів інтерференції, коли когерентними джерелами є гострі краї перешкоди. Таке представлення дифракції створює проблемну ситуацію і викликає справжнє зацікавлення. Викладач використовує таку ситуацію і формулює завдання подальших досліджень, одне з яких – експериментально перевірити квантове пояснення дифракції світла. Для цього лазерний промінь направляється на вузьку щілину і на екрані спостерігається яскрава виразна картина дифракції, яка описана в усіх посібниках з оптики (рис. 4).

На рис. 5 представлена фотографія реальної дифракційної картини, на якій видно яскраву центральну частину в результаті прямого освітлення променем, а з боків – періодичну структуру максимумів і мінімумів дифракційної картини.

Дуже легко експериментально переконатися, що отримана дифракційна картина на вузькій щілині є не чим іншим, як інтерференційною картиною від двох когерентних джерел, якими є краї щілини. Вимірювання ширини інтерференційної смуги х (відстані між двома максимумами), відстані l між щілиною та екраном, а також ширини щілини d дає можливість за формулою для інтерференції від двох когерентних джерел розрахувати довжину хвилі променя світла:

Зауважимо, що в цьому випадку когерентними джерелами ми вважаємо краї щілини, тому ширина щілини d є відстанню між когерентними джерелами.

В експерименті при ширині щілини d = 0,28 мм, відстані від щілини до екрана l = 100 см на проміжку h = 10,0 см спостерігалось 36 максимумів (тобто, відстань між двома сусідніми максимумами х = 2,8 мм). Розрахована за формулою (1) довжина хвилі  = 0,66 мкм, що в межах похибки вимірювання  = 0,04 мкм збігається з довжиною хвилі гелій-неонового лазера ( = 0,63 мкм), який використовувався у досліді.

Такий експеримент можна і доцільно проводити на практичному або лабораторному занятті при безпосередній участі студентів. У цьому випадку в усій повноті реалізуються проблемний і діяльнісний методи в їх поєднанні, оскільки студенти разом з викладачем беруть участь у дослідженні проблеми.

Суть діяльнісного підходу глибше розкривається в іншому завданні –розробити анімаційне представлення дифракції на щілині. Це робота творчого характеру, і вона може бути виконана як курсовий проект або як підготовка до студентської конференції.

У Вінницькому державному педагогічному університеті активно застосовується діяльнісний підхід на кафедрі методики фізики і інформатики, де студенти і магістри разом з викладачами беруть активну участь у створенні мультимедійного забезпечення занять з фізики, а також у створенні електронних навчальних посібників. Набирання на комп’ютері текстів, рисунків, виправлення помилок, підготовка до друку – така робота, крім знань, дає конкретні практичні навички і має суспільно корисну цінність, оскільки видані з участю курсантів (студентів) навчальні посібники використовуються у навчальному процесі. Ще більшу цінність має робота студентів і викладача над створенням комп’ютерних анімаційних представлень демонстрацій фізичних явищ, процесів, складних доведень тощо. Ми залучаємо також студентів інших навчальних закладів. На рис. 6 представлені окремі кадри анімаційного відеокліпу, розробленого студентом Михайлом Кравченком.

а

б

Можна назвати багато прикладів, коли студенти беруть активну участь у конкретній суспільно корисній діяльності, пов’язаній з навчанням, і в процесі якої набувають умінь та нових знань. Одержані результати доцільно обговорити на семінарському занятті, а також представити на студентській конференції. При цьому навчальний процес стосується не тільки студентів, які активно працюють, але також усіх інших, які є учасниками обговорення. Їх навчальна діяльність також активізується.

1. Атанов Г. А. Деятельностный подход в обучении / Г. А. Атанов. – Донецк : ЕАИ-пресс, 2001. – 160 с.

2. Атанов Г. А. Проблемный характер обучения / Г. А. Атанов // Сборник избранных трудов Международной конференции “Современные проблемы дидактики высшей школы”. – Донецк : Из-во ДонГУ, 1997. – С. 137–157.

3. Савельев И. В. Курс общей физики. – Т. 2 / И. В. Савельев. – М. : Наука, 1978. – 372 с.

4. Сусь Б. А. Діяльнісний підхід як ефективний спосіб забезпечення дієвості знань / Б. А. Сусь, М. І. Шут // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції “Безперервна фізико-математична освіта: проблеми, пошуки, перспективи”. – Бердянськ : БДПУ, 2007. – С. 5–8.

5. Reese R. L. University Physics / Ronald Lane Reese. – Brooks : Cole Publishing Company, 1998. – 1248 p.

Дата надходження статті: 22.07.2011 року.

Дата прийняття статті до друку: 21.12.2011 року.

викладач

університет ім. Г. С. Сковороди)

Спрямування освіти на формування у студентів ключових і предметних компетентностей впливає на систему контролю за результатами навчання. Тому виникає необхідність удосконалення системи контролю навчальних досягнень студентів, зокрема впровадження тестового оцінювання. Використання тестового оцінювання є важливим і з точки зору підготовки майбутніх фахівців-педагогів, які мають оволодіти технологією тестового оцінювання навчальних досягнень.

Входження України в освітній простір також передбачає уточнення стандартів вищої освіти, які повинні містити не лише зміст та вимоги до підготовки випускників вищих навчальних закладів, а й вимірники, які дозволять оцінювати рівень набуття студентами відповідних компетентностей. Як показує світовий досвід, такими можуть виступати системи тестових завдань.

Аналіз досліджень і публікацій. Зараз існує велика кількість різноаспектних досліджень, присвячених проблемі педагогічного тестування, моніторингу та діагностики процесу і результатів навчання, управління якістю освіти, визначення ролі та місця тестування у навчальному процесі, зокрема при підготовці вчителів математики. Серед них фундаментальні дослідження В. Аванесова [1], І. Булах [2], А. Майорова [3], С. Ракова [6], М. Челишкової [7] та інших. Деякі педагоги-практики створюють та використовують власні тести. Але розроблення і застосування тестів педагогами в процесі навчання у вищих навчальних закладах носить переважно стихійний характер, а якість створених тестів залежить від суб’єктивного бачення викладачем завдань навчання та рівня обізнаності викладача з питань тестології.

Проведений аналіз наукових джерел з проблеми дослідження дозволяє констатувати, що, незважаючи на її на практичному рівні, підготовка вчителів математики до застосування тестових технологій не знайшла достатнього відображення як самостійна наукова проблема, що має велике теоретичне і практичне значення. Деякі вчені виділяють як складник професійної підготовки формування тестової компетентності, набуття якої дозволить випускникам педагогічних навчальних закладів більш якісно виконувати свої професійні обов’язки. Але зміст і напрямки набуття цієї компетентності майбутніми вчителями математики практично не розроблені.

З урахуванням компетентісного підходу фахова підготовка вчителя математики розглядається як процес набуття студентами ключових та предметних компетентностей. Деякі науковці вживають термін “професійна компетентність” як поєднання ключових та предметних компетентностей. Згідно дослідженню Г. Михаліна [4], професійна компетентність вчителя математики складається з поєднання низки компетентностей: математичної, методичної, педагогічної, психологічної, мовної та інформаційної. Зрозуміло, що центральне місце у фаховій підготовці майбутнього вчителя математики посідає формування математичної компетентності.

В освітньо-кваліфікаційній характеристиці підготовки бакалавра за спеціальністю 6.010100 “Педагогіка і методика середньої освіти. Математика” напряму підготовки 0101 “Педагогічна освіта” виділені типи діяльності, типові завдання діяльності та уміння, які має сформувати майбутній учитель математики. Серед них, зокрема, такі: володіння уявленнями про математику як науку і навчальний предмет; її місце в сучасному світі і в системі наук; вміти аналізувати математичні факти, закономірності і теорії на предмет логічної чіткості та повноти; вміння бачити логічні прогалини в обґрунтуванні математичних фактів, побудові математичних теорій; вміння використовувати методи пізнання (моделювання, аналіз, синтез, узагальнення, конкретизація, порівняння, аналогія тощо) для постановки математичної задачі; вміння будувати приклади і контрприклади, зокрема, з використанням інформаційних технологій; вміння формулювати нові коректно поставлені задачі; вміння усвідомлювати застосовність існуючих методів до розв’язування поставлених проблем; вміння оцінювати перспективність розв’язування математичної задачі; вміння досліджувати коректність постановки математичної задачі та ін.

Ці вимоги було уточнено С. Раковим у термінах математичної компетентності. Згідно з його дослідженням [6] математична компетентність складається з процедурної, логічної, технологічної, дослідницької та методологічної. Процедурна компетентність – здатність розв’язувати типові математичні задачі. Логічна компетентність – володіння дедуктивним методом доведення та спростування тверджень. Технологічна компетентність – володіння сучасними математичними пакетами. Дослідницька компетентність – володіння методами дослідження соціально та індивідуально значущих задач математичними методами. Методологічна компетентність – здатність оцінювати доцільність використання математичних методів для розв’язування індивідуально і суспільно значущих задач.

З огляду на поширення використання педагогічного тестування в українських закладах освіти цей перелік ми вважаємо доцільним доповнити тестовою компетентністю, яку слід розуміти як володіння основними поняттями та категоріями освітніх вимірювань, уміннями розробляти та аналізувати педагогічні тести різних видів зі свого навчального предмета та використовувати їх у навчальному процесі. Згідно з дослідженнями [1], [2], [5, [6], [7] учитель математики сьогодні повинен мати такі уявлення: про сучасні напрями досліджень у галузі педагогічних вимірювань; методологічні основі процесів конструювання і застосування тестових вимірників; методи оцінки якості навчальних досягнень тих, що навчаються; можливості різних моделей сучасної теорії конструювання тестів; структури і види діяльності служб тестування в освіті; методи, чинники композиції тестів, крім того, студент має знати основні поняття, категорії, методи психології і педагогіки; дидактичні принципи тестового контролю навчальних досягнень; форми і методи проведення і організації тестового контролю; види шкал та види розподілів даних педагогічних вимірювань; критерії якості і методи оцінки якості педагогічних тестів у рамках нормативно-орієнтованого і критеріально-орієнтованого підходів; принципи і методи відбору змісту дисциплін для розробки тестових вимірників; основні форми тестових завдань і вимоги до ним; характеристики тестових завдань; методи калібрування тестових завдань; етапи процесу конструювання тестів; статистичні методи оцінки характеристик завдань і тестів у рамках класичної теорії; уміти самостійно розробляти тести зі свого навчального предмету; обґрунтовувати доцільність вибору виду тесту і підходу до його розробки; правильно визначати роль і місце тестів у навчальному процесі; аналізувати зміст предмету з метою його відображення в змісті тесту; розробляти завдання в тестовій формі; використовувати сучасні інструментальні засоби для введення і зберігання тестових завдань; інтерпретувати результати обробки даних тестування при конструюванні і застосуванні тестів.

Набуття майбутніми вчителями тестової компетентності має прикладне значення і може розглядатися у таких аспектах: світоглядному, який передбачає ознайомлення студентів із поняттями та задачами освітніх вимірювань; практико-орієнтованому, який пов’язаний із формуванням навичок організації і проведення освітніх вимірювань зі свого предмета; технологічному, який орієнтує на дотримання студентами чіткості, обґрунтованості та логічної послідовності у складанні і застосуванні тестів у педагогічній діяльності. Для ефективного впровадження тестових технологій в освіту необхідно активно використовувати тестові технології в процесі професійної підготовки майбутніх вчителів математики та готувати майбутніх педагогів до використання тестів у їх подальшій професійної діяльності.

Важливим складником такої підготовки є впровадження у процес професійної підготовки майбутніх вчителів математики спецкурсу “Теоретичні основи освітніх вимірювань”, розроблений викладачами кафедри математики Харківського національного педагогічного університету і включений до навчальних планів підготовки майбутніх вчителів усіх спеціальностей. Метою спецкурсу є формування тестової компетентності майбутніх вчителів, ознайомлення їх з методиками створення та використання тестового інструментарію для оцінювання якості освіти, з сучасними програмами та результатами національних і міжнародних порівняльних досліджень якості освіти. В основу спецкурсу покладено особистісно-діяльнісний підхід до організації пізнавальної діяльності студентів, що передбачає розвиток творчої діяльності та пов’язує процес навчання з рівнем формування основних педагогічних умінь. У межах вивчення спецкурсу передбачене поглиблене вивчення питань використання тестування у педагогічній діяльності, розкриття зв’язку педагогічної науки з майбутньою професійною діяльністю, набуття студентами навичок проведення наукових досліджень у нових умовах діяльності. Зміст курсу побудовано таким чином, щоб створити у студентів цілісну картину виникнення розвитку та значення використання тестування в сучасній освіті. У спецкурсі на доступному рівні викладено основи конструювання тестових завдань, тестів, проведення, обробки та інтерпретації результатів тестування [5]. Структуру спецкурсу складають два змістових модулі.

Змістовий модуль І. Науково-педагогічні основи освітніх вимірювань.

Тема 1. Поняття та категорії педагогічної діагностики. Вимірювання, оцінювання, тестування. Принципи педагогічного оцінювання. Педагогічне вимірювання та оцінювання. Психологічний аспект оцінювання. Основні види та форми педагогічного оцінювання.

Тема 2. Контроль і оцінювання в освіті. Історичні аспекти розвитку контролю й оцінювання в освіті. Традиційні засоби контролю й оцінювання. Інноваційні засоби контролю й оцінювання. Сучасні тенденції розвитку системи освіти та педагогічних оцінювань. Особистістно-зорієнтований підхід до оцінювання. Автентичне оцінювання (метод проектів і портфоліо). Олімпіади та конкурси. Оцінювання у формі тестування.

Тема 3. Розвиток педагогічного тестування в Україні та за кордоном. Історія розвитку сучасного тестування вітчизняній освіті. Розвиток тестування в США та країнах Західної Європи. Огляд сучасних вітчизняних та закордонних досліджень з проблем тестування в освіті.

Тема 4. Педагогічні вимірювання. Компоненти та рівні вимірювань. Основні поняття теорії педагогічних вимірювань. Об’єктивність педагогічних вимірювань. Рівні вимірювань в освіті. Надійність та валідність результатів педагогічних вимірювань.

Змістовий модуль 2. Методика організації та проведення освітніх вимірювань.

Тема 5. Тест як засіб педагогічного вимірювання. Класифікація педагогічних тестів. Характеристики педагогічних тестів. Поняття валідності і надійності тестів. Типи педагогічних тестів. Нормативно-орієнтовані та критеріальном орієнтовані педагогічні тести. Стандартизовані тести.

Тема 6. Зміст педагогічного тесту. Цілепокладання при плануванні змісту педагогічного тесту. Планування змісту тесту. Експертиза якості змісту тесту.

Тема 7. Форми завдань у тестовій формі. Класифікація завдань у тестовій формі та вимоги до них. Завдання з вибором однієї та кількох правильних відповідей. Завдання на встановлення відповідності. Завдання на встановлення правильної послідовності. Завдання з короткою та розгорнутою відповіддю. Критерії оцінювання завдань у тестовій формі.

Тема 8. Класична та сучасна теорії конструювання тестів. Основні положення сучасної теорії конструювання тестів. Математичні моделі сучасної теорії тестів. Оцінювання параметрів підготовленості осіб, що навчаються, та трудності завдань тесту в IRT. Інформаційні функції тестових завдань та тесту. Сучасні програмні засоби для розробки педагогічних тестів.

Тема 9. Оцінювання надійності та валідності педагогічних тестів. Оцінювання надійності ретестовим методом. Метод паралельних форм. Метод розщеплення тесту. Метод Кьюдера-Річардсона. Надійність та стандартна похибка вимірювання. Валідність гомогенних тестів.

Тема 10. Підсумкове (зовнішнє) оцінювання навчальних досягнень учнів. Основні нормативні документи. Організаційно-технологічне забезпечення зовнішнього незалежного оцінювання. Структура тестових завдань з різних предметів. Технологія розробки завдань для ЗНО. Особливості підготовки учнів до виконання завдань зовнішнього незалежного оцінювання.

Тема 11. Інтерпретація результатів зовнішнього незалежного оцінювання. Нормативно-, критеріально- та змістовно-зорієнтовані підходи щодо мети та інтерпретації результатів оцінювання. Шкали оцінювання ЗНО. Використання результатів ЗНО для підвищення якості шкільної освіти.

У результаті вивчення спецкурсу в студентів мають бути сформовані знання та уміння, які складають основу набуття тестової компетентності. До них відносяться: 1) знання: науково-понятійного апарату педагогічного оцінювання, тестування і моніторингу якості освіти; форм тестових завдань; основних етапів розроблення тестових завдань; особливостей комп’ютерного тестування; нормативних документів, які регламентують проведення зовнішнього незалежного оцінювання випускників загальноосвітніх навчальних закладів, та структуру і зміст завдань зовнішнього оцінювання зі свого предмета; процедур проведення тестування; сучасних програм та результатів національних і міжнародних порівняльних досліджень якості освіти; 2) уміння: характеризувати тестові завдання і використовувати на практиці тестові завдання різних форм; розробляти тестові завдання з свого предмета (визначати мету розроблення і застосування тесту; описувати зміст матеріалу, який діагностується; розробляти специфікацію тесту; вибирати форми тестових завдань і розробляти їх зміст; проводити експертизу форми та змісту тестових завдань та доопрацьовувати їх за результатами експертизи; визначати процедури проведення тестування; проводити тестування та аналізувати його результати); аналізувати тестові завдання зовнішнього незалежного оцінювання випускників загальноосвітніх навчальних закладів з свого предмета та пропонувати рекомендації щодо підготовки учнів до виконання цих завдань.