Методика проведения сравнительного педагогического эксперимента

В качестве основы методики рассматривается сравнительный пе­дагогический эксперимент, в котором проверке подлежат выдвину­тые рабочие гипотезы, например, возможность повышения качества и прочности усвоения учебного материала, усиления мотивации и активности обучающихся при использовании в образовательном процессе новых информационных технологий обучения и др.

Для обеспечения возможности сравнения результатов педаго­гического эксперимента целесообразно разделить обучающихся на экспериментальные и контрольные группы, а также выявить на­чальный и итоговый уровни их обученное™ для получения точной картины состояния знаний, навыков и умений до и после экспери­мента. С учетом сказанного предлагается следующая схема прове­дения сравнительного педагогического эксперимента (рис. П1).

Первый этап включает в себя выбор и выравнивание кон­трольных и экспериментальных групп на основе проведения входного тестирования, а также определение варьируемых и не-варьируемых условий эксперимента.

Тестирование производится с использованием педагогических тестов - системы заданий возрастающей трудности, с целью оп­ределения начального уровня обученности студентов. По резуль­татам тестирования производится выбор экспериментальных и контрольных групп. Проверку их однородности и тем самым пра­вильности выборки целесообразно осуществлять с использовани­ем /-критерия Стьюдента (равенство средних), критерия %² (хи-квадрат) или /-критерия Фишера (однородность дисперсии), по­зволяющих учитывать психофизиологические свойства обучаю­щихся и уровень их подготовленности.

На примере использования /-критерия Стьюдента для незави­симых переменных покажем, как может быть произведена оценка однородности контрольных и экспериментальных групп.

В данном случае предполагается выдвижение двух гипотез: ну­левой гипотезы (Н₀), согласно которой различия уровня подготов­ленности обучающихся недостаточно значительны, и поэтому рас­пределение оценок относится к одной генеральной совокупности, т.е. выборка произведена правильно; и альтернативной гипотезы (Н^, согласно которой различия между обоими распределениями достаточно значительны и связаны с малым объемом выборки.

В психологии и педагогике принято считать, что нулевую ги­потезу можно отвергнуть в пользу альтернативной, если по ре­зультатам статистического анализа вероятность случайного воз­никновения найденного различия не превышает 5 из 100. Если же этот уровень достоверности не достигается, считается, что разни­ца вполне может быть случайной и поэтому нельзя отбросить ну­левую гипотезу.

Таким образом, требуется доказать, что распределение оценок при входном тестировании в контрольной и экспериментальной группах является выборками из одной генеральной совокупности, т.е. что нулевая гипотеза верна.

Для определения достоверности разницы средних при двух не­зависимых выборках целесообразно использовать метод Стьюден-та (Годфруа Ж. Что такое психология. Т 2. - М., 1992) и по форму­ле определить значение его критерия:

<=₁₂^М1-^М1 , о)

где М₁ и М₂ - среднее значение первой и второй выборок;

S₁ и S₂ - дисперсия (среднее квадратическое отклонение) со­ответственно для первой и второй выборок;

n₁ и п₂ - количество оценок в первой и второй выборках.

Дисперсия определяется по формуле

лХ(*1 ~Х₂)

5²=М----- —, (2)

л-1

где (x₁-х)² - квадрат отклонений отдельных значений признаков от средней арифметической;

п - количество признаков.

Геометрически S² является показателем того, насколько кри­вая распределения оценок размыта относительно ее среднего арифметического значения.

Определив дисперсию, целесообразно рассчитать значение I -критерия Стьюдента и сравнить его с табличным, приведенным в соответствующих справочных материалах (Годфруа Ж. Что такое психология. Т 2. - М., 1992; Рабочая книга социолога. - М., 1983).

Если табличное значение t больше, чем расчетное (t_табл > t), дела­ется вывод о том, что нулевая гипотеза не отвергается и обе выборки

относятся к одной генеральной совокупности, т.г. они однородны для уровня достоверности 0,05 (вероятность 5%), что и требовалось доказать. Если же расчетное значение I оказывается больше, чем табличное (^ < /), то следует говорить о том, что сделанные выбор­ки (для уровня достоверности 0,05) не относятся к одной генераль­ной совокупности. А это значит, что выбранные контрольная и экс­периментальная группы не являются однородными.

Полученные результаты целесообразно перепроверить с ис­пользованием критерия %² или/- критерия Фишера.

Рассмотрим для примера порядок проверки полученных ре­зультатов с использованием критерия %²- В этом случае применя­ется формула (Рабочая книга социолога. - М., 1983)

, 1 5(п.п-п.2п)²

X² = -1— I ' ' ' ' , (3)

^пх ^пг Я п_п +п_п

где и, и п₂ - количество оценок у слушателей в контрольной и экспериментальной группах;

п_а и п_й - среднеарифметическое значение успеваемости в контрольной и экспериментальной группах.

Получив расчетное значение %², необходимо, как и в преды­дущем случае, сравнить его с табличным значением (при уровне значимости менее 5%), взятым из справочных источников. Если Х²табл. >Х²> ^{т0 это} означает, что нулевая гипотеза не отклоняется и следует считать контрольную и экспериментальную группы выбор­ками из одной генеральной совокупности.

Таким образом, с помощью I - критерия Стьюдента или кри­терия х² можно сделать вывод об однородности или неоднородно­сти контрольной и экспериментальной групп.

На данном этапе следует определить, а при необходимости уточнить, варьируемые (подлежащие изменению) и неварьируе-мые условия проведения эксперимента.

В качестве варьируемых условий эксперимента могут рассматри­ваться следующие:

- занятия под руководством преподавателя проводятся с кон­трольной группой в аудитории, а с экспериментальной группой в дисплейном классе;

- в экспериментальной группе средством самостоятельного изучения учебного материала выступает комплект компьютерных средств, а в контрольной группе - традиционный учебник (учеб­ное пособие или другое традиционное средство обучения);

- в экспериментальной группе студенты имеют возможность
провести текущий контроль своих знаний, используя специаль­
ную компьютерную программу, а в контрольной такая возмож­
ность не предусмотрена и т.д.

В качестве неварьируемых условий проведения эксперимента можно рассматривать, например:

- изучение одинаковой для контрольной и экспериментальной групп дозы учебной информации;

- постановку одинаковых для обеих групп дидактических за­дач и др.

Второй этап является наиболее ответственным и включает в се­бя собственно педагогический эксперимент. В его ходе могут про­водиться: чтение лекции по запланированной теме в контрольной и экспериментальной группах, учебные занятия с использованием методов семинара, практической работы, самостоятельной работы под руководством преподавателя и без его участия, лабораторной работы и т. п. Но если в экспериментальной группе обучение про­ходит с использованием, например, информационных технологий, то в контрольной это делается с применением только традицион­ных методик обучения.

Третий этап включает выходное тестирование и может задейст-воваться на итоговых занятиях с целью определения достигнутого уровня обученности студентов, который должен соответствовать из­начально заданным дидактическим целям. Методом в этом случае выступает, как и на первом этапе, педагогическое тестирование.

Проверку достоверности полученных результатов целесооб­разно осуществлять с использованием /-критерия Стьюдента, но уже при зависимых выборках (Годфруа Ж. Что такое психология. Т.2. - М., 1992), к которым относятся результаты одной и той же группы респондентов до и после эксперимента (воздействия неза­висимой переменной). Для этих целей можно воспользоваться формулой

Если /_11бд > (, Р < 0,05, то это означает, что нулевая гипотеза отвергается и разница между выборками является достоверной. Это свидетельствует о том, что на данную разницу оказало влия­ние введение независимой переменной, например, обучение с применением новой информационной технологии.

Четвертый этап (выходное анкетирование) проводится в экс­периментальных группах с целью выявления субъективной оценки обучающихся относительно качества прохождения учебных заня­тий с использованием информационной технологии обучения. Здесь целесообразно особое внимание уделить определению моти­вации обучения с применением комплекта компьютерных средств, а также оценке психологической и психофизиологической нагруз­ки, испытываемой респондентами в период экспериментального обучения.

На каждом этапе сравнительного педагогического эксперимента целесообразно производить сбор эмпирического материала, его ста­тистическую обработку и предварительный анализ полученных ре­зультатов. На завершающих этапах по разности результатов предва­рительного и итогового педагогического тестирования определяется сравнительная эффективность применения новой информационной технологии обучения и традиционной методики обучения.

В этом случае измерение и оценку дидактической эффектив­ности можно с достаточной степенью достоверности проводить по количественно-качественным показателям учебного процесса путем обобщения и сравнения одних статистических данных с другими. Такими показателями выступают выбранные и обосно­ванные критерии эффективности, которые можно рассматривать как обобщенные результаты достижения поставленных целей.

Пятый этап (отсроченное тестирование) целесообразно про­водить, как правило, через месяц, или больший интервал, с целью определения остаточных знаний, навыков и умений, приобретен­ных студентами за период экспериментального обучения. На дан­ном этапе, как и на третьем, определяется сравнительная эффек­тивность применения информационной технологии обучения и традиционной методики. При этом оценивается наличие у обу­чающихся остаточных знаний, навыков и умений в рамках анали­зируемой предметной области.

Точность и чистота педагогического эксперимента могут быть достигнуты с помощью специальных мер по снятию интерфери­рующего влияния методики представления материала, личност­ных характеристик преподавателя и окружающей среды. Для это­го следует рекомендовать апробацию разработанной методики

методические рекомендации