Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,899

РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ОРГАНИЗАЦИИ ОБУЧАЮЩЕГО ЭТАПА ЭКСПЕРИМЕНТА

Наумкин Н.И. 1 Шекшаева Н.Н. 1 Кондратьева Г.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»
В статье рассматриваются основные условия и этапы проведения педагогических экспериментов. Проведен анализ современных исследований в области педагогических экспериментов. Разработаны план организации и модель методики проведения обучающего этапа эксперимента, включающая 5 компонентов и реализуемая в 13 этапов. Целью представленных в статье материалов является актуализация методики обучающего эксперимента в условиях исследования формирования у студентов компонентов компетентности в инновационной инженерной деятельности (КИИД). Представлен пример педагогического эксперимента, обучающий этап которого был организован во время обучения двум альтернативным дисциплинам по выбору: «Основы инновационной инженерной деятельности», «Основы интеллектуальной собственности». Исходя из структуризации КИИД, содержания исследуемых дисциплин, а также компетенций, представленных в ФГОС ВО для направления обучения 13.03.02 – Электроэнергетика и электротехника, были выделены компетенции, необходимые для формирования у студентов КИИД. По выделенным трем уровням сформированности КИИД (низкий, средний, высокий) были произведены контрольно-измерительные процедуры. Представлены качественная и количественная оценка эксперимента. Признаками качественного анализа стали уровни владения 15 компетенциями. Количественная оценка уровня сформированности у студентов КИИД этих компетенций определялась по среднему показателю динамических рядов. Представлена графическая иллюстрация результатов эксперимента в виде лепестковых диаграмм.
педагогическое исследование
педагогический эксперимент
этапы эксперимента
методика эксперимента
качественная и количественная оценка педагогического эксперимента
компетентность в инновационной инженерной деятельности
1. Грошева Е.П., Наумкин Н.И., Шекшаева Н.Н., Ломаткина М.В. Анкетирование – важный инструмент выявления уровня сформированности у преподавателей вузов мотивации к инновационной деятельности и их готовности воспринимать и воспроизводить инновации // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 11–1. С. 111–116.
2. Слепцова И.Ф. Методология педагогического исследования: учебно-методическое пособие для слушателей курса профессиональной переподготовки педагогических кадров. М., 2011. 78 с.
3. Загвязинский В.И., Атаханов Р. Методология и методы психолого-педагогического исследования: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. 2-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с.
4. Сиденко А.С., Хмелева В.С. Педагогический эксперимент: понятие и этапы деятельности // Эксперимент и инновации в школе. 2008. № 2. С. 21–25.
5. Наумкин Н.И., Шалабай Т.Л., Ломаткина М.В. Методика анализа состояния проблемы формирования у студентов компетентности в инновационной инженерной деятельности // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 6. С. 210–215.
6. Кыверялг А.А. Методы исследования в профессиональной педагогике. Таллин: Валгус, 1980. 334 с.

Одной из основных задач инженерного образования сегодня является задача повышения эффективности подготовки обучающихся к инновационной инженерной деятельности (ИИД) – творческой продуктивной деятельности, направленной на получение инновационных продуктов. В ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева» накоплен богатый опыт такой подготовки, исследования в этой области ведутся почти 20 лет. Разработано и успешно реализовано в учебный процесс не только этого университета, но и других вузов России 5 методических систем и свыше 15 методик обучения ИИД, для методического сопровождения которых издано свыше 30 учебников и учебных пособий. Их количество продолжает расти, а исследований по решению рассматриваемой задачи только прибавляется и не только в нашей стране, но и за рубежом. В связи с этим, закономерным становится вопрос об оценке эффективности использования предлагаемых систем, методов и методик подготовки к ИИД. Существующие экспериментальные методики позволяют осуществить такую оценку, но область использования ИИД имеет свои особенности, в частности: 1) сама ИИД специфична (творческая, конкурентоспособная, продуктивная); 2) неограниченная область использования; 3) специфичность обучения ИИД; 4) высокая востребованность; 5) высокая технологичность; 6) постоянное развитие и появление новых сфер использования и др. В связи с этим целью представленных в статье исследований является актуализация и адаптация методики обучающего эксперимента в условиях исследования формирования у студентов компетентности в инновационной инженерной деятельности.

Материалы и методы исследования

Авторами использовались следующие методы. Теоретические: анализа (литературы и документов), синтеза (выводы и принимаемые решения), гипотетико-дедуктивный (при формулировании гипотезы), моделирования и проектирования инновационной среды, структурирования содержания обучения и др. Эмпирические: 1) методы сбора и накопления данных (наблюдение, беседа, интервьюирование, анкетирование [1]); 2) методы регистрации и фиксации фактов (хронометраж и др.). 3) методы контроля и измерения (тестирования, шкалирования, срезы и др.).

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ современных исследований в области педагогических экспериментов показал, что структура, содержание, а также терминология его этапов имеет довольно много различных трактовок. Так, например, И.Ф. Слепцова [2] эксперимент делит на три этапа: констатирующий (проверочный), формирующий (созидательно-преобразующий, конструирующий) и контрольный. В.И. Загвязинский и Р. Атаханов в своей работе [3] выделяют в зависимости от характера решаемых исследовательских задач констатирующие и формирующие. А.С. Сиденко, В.С. Хмелева [4], рассматривая функции этапов эксперимента, выделяют подготовительный, практический, обобщающий, внедренческий эксперименты. Как правило, в своих работах мы выделяем три основных этапа педагогического эксперимента: констатирующий, поисковый и обучающий – и в дальнейшем будем ориентироваться на них.

Экспериментальное исследование включает в себя три основных этапа планирование, проведение эксперимента, обработку и анализ его результатов. Методика реализации этих этапов, по мнению авторов, должна традиционно включать 5 компонентов (целевой, концептуальный, содержательный, процессуально-технологический и диагностический), ее модель представлена в табл. 1.

Таблица 1

Модель методики проведения обучающего эксперимента

п/п

Содержание действия

Решаемые задачи

1

Целевой компонент. Целью представленных в статье материалов является актуализация методики обучающего эксперимента в условиях исследования формирования у студентов КИИД. Задачи исследования: 1) разработка алгоритма реализации методики; 2) выбор критериев оценки; 3) выбор методов реализации методики; 4) разработка средств оценки; 5) проведение эксперимента; 7) статистическая обработка результатов; 8) анализ результатов; 9) обсуждение результатов

2

Концептуальный компонент отражает содержание рабочей гипотезы исследований, а именно – эффективность подготовки к ИИД повысится, если она будет осуществляться при обучении одноименным интегрированным дисциплинам

3

Содержательный компонент методики включает перечень 15 контролируемых компетенций (табл. 2), определяющих владение КИИД

4

Процессуально-технологический компонент включает методы, формы и средства реализации методики, в виде нижеследующего алгоритма

4.1

Разработка КИМ, в виде листов диагностики)

Планирование результатов исследования – получение ответов на поставленные вопросы

4.2

Отбор участников эксперимента (выбор контрольной и экспериментальной групп)

Достижение презентабельности экспериментальной и контрольной выборок, направленное на получение объективных данных

4.3

Инструктаж участников до и после эксперимента

Планирование достижение результатов исследования

4.4

Проведение эксперимента

Получение статистический данных эксперимента

4.5

Сбор и структуризация листов диагностики

Обеспечение алгоритма реализации эксперимента

Окончание табл. 1

п/п

Содержание действия

Решаемые задачи

5. Диагностический компонент модели направлен на регулярный мониторинг владения обучающимися инновационной инженерной деятельностью и их рефлексию

5.1

Обработка полученных результатов

Получение объективных эмпирических данных

5.1.1

Вычисление среднего показателя динамических рядов С = (а + 2b + 3c)/ 100, где a, b, c – удельный вес студентов, имеющих соответственно низкий, средний и высокий уровни сформированности, %

5.1.2

Вычисление показателя темпа роста К = СП/СД, где СП – значение показателя после эксперимента, СД – значение показателя до эксперимента

5.2.

Графическая интерпретация результатов (лепестковые диаграммы)

5.2.1

Определение степени полноты формирования КИИД ПS = 100 – (((S0 – SЭ(К))/ S0)*100 %), где S0 – площадь круга радиуса R0, равного 3 единицам, SЭ(К) – площади фигур на диаграммах, полученных в ходе эксперимента

5.2.2

Определение коэффициента неравномерности формирования КИИД по формуле δ = 2(СМАХ – СМIN)/ (СМАХ + СМIN), где СМАХ и СМIN соответственно максимальное и минимальное значения из 15 компонентов КИИД

5.2.3

Вычисление показателя темпа роста КS = SП/SД, где SП – значение площади фигуры после эксперимента; SД – значение площади фигуры до эксперимента

5.3

Анализ полученных результатов

Подтверждение гипотезы исследования

5.4

Выводы и рекомендации

Обоснование актуальности исследования и задач его проведения

5.5

Самодиагностика и самоанализ

Рассмотрим пример проведения эксперимента, в соответствии с этой методикой. Как показано на плане эксперимента (рис. 1), составленного авторами, его обучающий этап был организован во время теоретического обучения двум альтернативным дисциплинам «Основы инновационной инженерной деятельности» (ОИИД) и «Основы интеллектуальной собственности» (ОИС).

naumk1.wmf

Рис. 1. План педагогического эксперимента

В ходе этого эксперимента решались следующие задачи: 1) оценить эффективность влияния теоретического обучения студентов дисциплине ОИИД на формирование КИИД; 2) оценить эффективность влияния теоретического обучения студентов дисциплине ОИС на формирование КИИД; 3) разработать способ оценки уровня сформированности КИИД путем классификации степени его сформированности по наиболее важным признакам и разработки контрольных заданий. В отличие от предыдущих наших работ, в этом эксперименте все группы испытуемых являлись экспериментальными. Обозначим их: группа 1 – студенты, прошедшие обучение дисциплине ОИС; группа 2 – студенты, прошедшие обучение дисциплине ОИИД. В состав групп 1 и 2 соответственно входили бакалавры одного и того же направления обучения 13.03.02 – Электроэнергетика и электротехника, но разных программ подготовки (прикладного – 25 человек и академического – 24 бакалавриата). Такой выбор обусловлен анализом результатов экзаменационной сессии – незначительным различием в оценках. Для сбора, анализа и обобщения фактов были разработаны контрольно-измерительные материалы (КИМы) в виде тестов, системы контрольных заданий и вопросов, самостоятельных работ. Исходя из представленной нами структуризации КИИД [5], содержания дисциплин ОИС и ОИИД, а также компетенции, представленные в ФГОС ВО для направления обучения 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», позволили нам выделить компетенции, необходимые для формирования у студентов КИИД, представленные в табл. 2.

Таблица 2

Исходные данные для построения лепестковых диаграмм

п/п

Компоненты компетентности в ИИД

Результаты экспериментального исследования

C, до

(Г1/Г2)

С, после

(Г1/Г2)

К

(Г1/Г2)

1

Способность использовать основы правовых знаний

1,32/1,29

2,42/2,73

1,83/2,12

2

Способность определения условий конкуренции

1,39/1,38

2,49/2,7

1,79/1,96

3

Способность работать в коллективе, толерантно воспринимать различия

1,65/1,52

2,572,74

1,56/1,8

4

Способность к самоорганизации и самообразованию

1,52/1,5

2,56/2,76

1,68/1,84

5

Способность проводить обоснование проектных решений

1,3/1,34

2,34/2,66

1,80/1,99

6

Способность выделять проблему, ставить задачу

1,15/1,19

1,19/2,37

1,03/1,99

7

Способность принимать решение и нести за него ответственность

1,09/1,13

2,38/2,69

2,18/2,38

8

Способность синтезировать решение, изобретать

1,28/1,42

1,27/2,42

0,99/1,7

9

Способность проектировать

1,48/1,47

1,49/2,69

1,01/1,83

10

Способность составлять и оформлять типовую техническую документацию

1,15/1,14

2,57/2,68

2,23/2,35

11

Способность осваивать готовое решение

1,12/1,08

2,7/2,71

2,41/2,51

12

Способность поиска информации о наиболее коммерчески значимых научно-технических достижениях

1,13/1,12

2,7/2,8

2,39/2,5

13

Способность оценивать технический уровень продукции на различных этапах ее жизненного цикла

1,27/1,25

2,49/2,9

1,96/2,32

14

Способность оценивать патентоспособность объекта интеллектуального права

1,09/1,1

2,68/2,92

2,46/2,65

15

Владение инновационными, в том числе аддитивными, технологиями изготовления изделий

1,18/1,15

1,18/2,82

1,00/2,45

Средние арифметические значения

1,27/1,27

2,2/2,7

1,76/ 2,16

Коэффициент темпа роста, КS

КS = SП/SД

3/4,5

Степень полноты формирования КИИД ПS, %

18

54/81

-

Коэффициент неравномерности δ

0,2/0,16

0,39/0,1

-

Примечание: С – средний показатель динамических рядов, Г1, Г2 – соответственно группы 1 и 2, К – коэффициент темпа роста.

Полученные в ходе исследования результаты представлены в табл. 2, а их графическая иллюстрация на рис. 2. Из диаграмм видно, что: 1) в группе 1 компетенции 6, 8, 9, 15 практически не формируются, это объясняется содержанием дисциплины ОИС, которая не направлена на формирование данных компетенций; 2) уровень владения студентами всеми компетенциями до эксперимента в обеих группах практически одинаков и его средняя величина С составляет значение 1,27; 3) после эксперимента по всем 15 компетенциям в группе 2 значение показателя С превышает его значение в группе 1, а его средняя величина в группе 1 – 2,2; а в группе 2 – 2,7; 4) кроме того, изменилась равномерность формирования компетенций, в группе 1 коэффициент неравномерности поднялся с 0,2 до 0,39, а в группе 2 снизился – с 0,16 до 0,1. Тем самым подтверждается гипотеза об эффективности подготовки к ИИД при обучении интегрированной дисциплине ОИИД.

naumk2a.tif naumk2b.tif

Рис. 2. Диаграммы изменения среднего показателя С у обучающих. Цифрами обозначены соответственно выделенные компоненты КИИД

Выводы

Таким образом, одной из основных задач технических вузов является задача поиска и обоснования путей повышения эффективности подготовки обучающихся к ИИД, а инструментом количественного и качественного оценивания их роли в этом является педагогический эксперимент. В ходе описанного в статье исследования были разработаны план организации и адаптированная модель проведения такого эксперимента. Модель включает 5 компонентов (целевой, концептуальный, содержательный, процессуально-технологический и диагностический) и реализуется в виде алгоритма из 13 последовательных этапов модели, что составляет научную новизну исследования. Описанные план и методика были реализованы в ходе педагогического эксперимента с бакалаврами направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника». По результатам этого исследования была подтверждена гипотеза исследования о высокой эффективности подготовки бакалавров к ИИД, при обучении интегрированным дисциплинам, в частности ОИИД (по всем 15 контролируемым в ходе эксперимента компетенциям уровень владения выше среднего показателя, средний коэффициент темпа роста – 1,42, при низкой неравномерности владения – 0,1).

Работа выполнена при поддержке проекта № 18-013-00342 Российского фонда фундаментальных исследований.


Библиографическая ссылка

Наумкин Н.И., Шекшаева Н.Н., Кондратьева Г.А. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ОРГАНИЗАЦИИ ОБУЧАЮЩЕГО ЭТАПА ЭКСПЕРИМЕНТА // Современные наукоемкие технологии. – 2019. – № 8. – С. 153-157;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=37648 (дата обращения: 23.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074