Диссертация (972023), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Таким образом,былиапробированыреализованыразработанныеразличныемодульныеучебно-методическиетраекторииматериалы,изученияосновкриптографии, построенные на основе модульной структуры разработанной158программы,внедренывобразовательнуюпрактикулабораторно–исследовательские работы.3.4.4. На контролирующем этапе была проведена диагностикаэффективностиреализациидидактическоймоделипрофессиональнонаправленной математической подготовки учителей информатики приобучении методам и средствам защиты информации в условиях профильнойвариативности ОП, статистическая обработка и анализ ее результатов.Для контролирующего этапа эксперимента (2017 год) был выбранлекционный поток, состоящий из двух групп: экспериментальная группа (ЭГ18 человек) и контрольная группа (КГ 16 человек).В процессе поисково–аналитического этапа эксперимента былозамечено, что до изучения дисциплины МСЗИ студенты слабо осознают рольтеории чисел (математики в целом) в их профессиональной подготовке.Однако в процессе изучения дисциплины МСЗИ их мнение почти всегдаменяется.Для проверки этого наблюдения на одном из первых занятий подисциплине МСЗИ студентам было предложено ответить на вопрос:«Считаете ли вы знания по математике (теории чисел) и ее приложениямполезными(применимыми)ввашейбудущейпрофессиональнойдеятельности?»Студентам предлагалось ответить «да/нет».
Второй раз этот вопросзадавалсянаоднойизпоследнихлекций.Из18студентовэкспериментальной группы, присутствующих на обоих опросах, в первомслучае дали ответ «да» 6 человек, ответ «нет» – 12; во втором: «да» – 14;«нет» – 4.Результаты двукратного опроса студентов экспериментальной группыбыли внесены в таблицу 3.4.3.В таблице:А – количество студентов, дважды ответивших «да»;В – в первом опросе ответили «да», во втором – «нет»;159С – в первом опросе ответили «нет», во втором – «да»;D – дважды ответили «нет».Таблица 3.4.3.Результаты двукратного опроса студентов экспериментальной группы2 опрос1 опросдаА=5В=05данет∑∑нетС=9D=41314418Отметим, что B < C.Гипотеза H0 заключается в том, что: изучение методов и средствзащитыинформациинеоказываетвлияниянаформированиепрофессионально-значимых компетенций будущего учителя информатики.Альтернативная гипотеза H1: изучение методов и средств защитыинформацииоказываетвлияниенаформированиепрофессионально-значимых компетенций будущего учителя информатики.В рассматриваемых условиях для проверки гипотезы используемкритерий Макнамары [44] для n ≤ 20 (в нашем случае n = В + С = 9).Значение статистики Т2 подсчитывается по формуле T2 = min {В, С}, то естьT2 = 0.
Из таблицы А [44, стр. 127] получаем, что вероятность появлениязначения Т2 ≤ 0 при n = 9 равна 0,002.При уровне значимости проверки гипотез α = 0,05 верно неравенство0,002 <. Следовательно, гипотеза H0 на уровне значимости α = 0,05отклоняется и принимается альтернативная гипотеза H1.Таким образом, на основе результатов двукратного опроса студентовэкспериментальной группы можно сделать вывод о том, что изучениеметодов и средств защиты информации оказывает влияние на формированиепрофессионально-значимых компетенций будущего учителя информатики.Входеэффективностьпедагогическогоразработаннойэкспериментасистемыбылаподтвержденаилабораторно-исследовательскихработ для формирования ППК дисциплины МСЗИ.
Был осуществлён160контроль уровня сформированности ТППК, ПППК, и ОПППК на основеразработаннойвглаве2оценочнойшкалы(таблица3.4.4)вэкспериментальной и контрольной группах при проведении ЛИР № 11«Классические методы факторизации».Лекции у групп проводились одновременно. В экспериментальнойгруппе было проведены ЛИР № 1 - 5, 9 - 12 (всего 9 работ), запланированныев рамках изучаемых модулей (М1, М2, М3, М4, М6, М7). В контрольнойгруппе было проведено только 4 работы (ЛИР № 1, 2, 4, 11).Таблица 3.4.4.Оценочная шкала уровней сформированности ППК студентовТип ППКТеоретическийПрикладнойОбщепрофессиональныйУровень решаемыхзадач, показатели_РРППИИП_РРППИИПРРП,ПИПИ, ИПОценкаКритическийДопустимыйБазовыйОптимальныйВысокийНизкийДопустимыйАлгоритмическийЭвристическийТворческийНизкийБазовыйОптимальныйОценка(балл)0123401234012Задания работы приведены в таблице 3.4.5 с указанием типа и уровня.Как уже отмечалось, в работе задания следуют одно из другого сповышением уровня ПО СПД.П-задания предложены в двух вариантах, чтобы исключить влияниепредварительнойподготовкипопрограммированию(умениеписатьпрограммы) на результат работы студента.
Для ОП-заданий основной цельюявляется выявление в изученном материале будущими учителями доступной161и полезной составляющей для использования в урочной и внеурочнойдеятельности со школьниками.Таблица 3.4.5.Задания ЛИР № 11 «Классические методы факторизации»1.21.3ТипТ-задания№1.11.42.12.3П-задания2.22.43.23.33.4ОП-задания3.1УровеньЗаданиеРПеречислитеизвестныевамспособыфакторизациинатуральных чисел.РПНа какие теоремы (свойства) опираются указанные вамиспособы?ПИРассмотрите представления числа 629 в виде суммы двухквадратов. Простое или составное это число?ИПКогда эффективней разложение чисел на множители спомощью метода сдвига квадратов? Обоснуйте ответ.РФакторизуйте число 1591 всеми известными вам способами.Сравните трудоемкость решений.РПА) Реализуйте алгоритмы факторизации натуральных чисел наЭВМ. Проверьте корректность работы программ.Б) Используйте для факторизации n=5338771 улучшенныйметод Эйлера с коэффициентом из промежутка [3,10],требующий не более 3 проверок.ПИА) Исследуйте алгоритмы на эффективность при различныхвходных данных (возьмите числа из промежутка от 10000 до10050).Б) Подберите числа, демонстрирующие оптимальноеиспользование каждого метода.ИПА) Подтвердите ответ на предыдущий вопрос работойпрограммы с оценкой временных затрат.Б) Подберите четырехзначные числа «неудобные» дляизвестных вам методов факторизации.РОтберите доступные школьникам методы факторизациинатуральных чисел.РППриготовьте числа (не более чем четырехзначные) длядемонстрации работы методов (удачной и неудачной)ПИСформулируйте правило выбора метода факторизации дляшкольников (набор рекомендаций).ИППриготовьте выборку материала для проведения занятия в 7-8классе по теме «факторизация»: теория, примеры, задания дляучащихся, с какими темами из программы по математике этихклассов вы могли бы связать свой материал?Для статистической обработки данных мы использовали U-критерийВилкоксона (Манна-Уитни).
Результаты по ЭГ и КГ представлены в таблице3.4.6.162Таблица 3.4.6.Уровни сформированности профессиональной компетентностисогласно U–критерию Вилкоксона (Манна–Уитни)№ЭГ12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334Суммы433443233232213333223222223322333244344432234333333322233333222233342221112222122211112211111111110000КГРанг121110101099999999888888877777777661576666116124449,59,59,59,59,59,59,59,51717171717171724,524,524,524,524,524,524,524,531,531,531,531,531,531,5595РангЭГРангКГИнверсииX\Y1244ИнверсииY\X000049,5419,59,5529,59,59,59,59,5176333331717114171717171255524,524,515624,524,516724,524,524,524,531,531,5233,517171717171331,531,531,531,5361,56318181818226Итоговая оценка уровня сформированности ППК каждого студентарассчитывалась по формуле···, где К1, К2, К3 –оценки уровня сформированности ППК: К1 - для ТППК, К2 – для ПППК и К3- для ОППК, при этом α, β, γ - весовые коэффициенты, которые163соответственно равны α=1, β=1, γ=2 (акцент сделан на профессиональнозначимой компоненте).
Суммарные 0 - 4 балла соответствует низкомууровню, 5 - 8 баллов – допустимому и 9 - 12 баллов – высокому уровнюсформированности ППК студента.Сформулируем нулевую и альтернативную гипотезы.Нулевая гипотеза H0 : оценки студентов экспериментальной группы зазадания,проверяющиесформированностьППК,статистическинеотличаются от оценок студентов контрольной группы.Альтернативная гипотеза H1: оценки студентов экспериментальнойгруппы за задания, проверяющие сформированность ППК, статистическивыше оценок студентов контрольной группы.По данным таблицы рассмотрим суммы инверсий: U(X\Y)=63;U(Y\X)=226; тогда Uэмп = min {U(X\Y); U(Y\X)} = 63. Критические значениявозьмем из таблицы 7 [59, стр. 295-296]:Uкр=95,76,0,05.0,01Получаем Uэмп= 63<76, то есть Uэмп находится в зоне значимости.
Так как втаблице многие значения повторяются, а количество инверсий зависит отраспределенияодинаковыхвеличин(мыпостаралисьпроизвести«правильное» расположение одинаковых величин), то для проверкииспользуем второй (уточняющий) просчет Uэмп:.Сначала проверим верность проведенного ранжирования: как видно изтаблицы, R1=233,5; R2=361,5; R1+ R2=595= R; N = n1+n2=16+18=34;=·= 595 = R.Следовательно, ранжирование было произведено верно. Далее, изтаблицы находим Rmax = max {R1, R})= max {233,5; 361,5} = 361,5.Тогда Uэмп можно вычислить по формулеUэмп = n1 · n2+= 18 · 16 +·Rmax =- 361,5 = 62,5.164Полученное новое значение Uэмп = 62,5 также находится в зонезначимости.
Таким образом, по U–критерию Вилкоксона (Манна–Уитни)использование предложенной системы лабораторно-исследовательских работспособствует повышению уровня сформированности ППК студентов.Качественный анализ выставленных в результате диагностики оценоктакже подтвердил естественное повышение уровня сформированности ППКпри использовании предлагаемой методики (таблица 3.4.7).Таблица 3.4.7.Сравнительная таблица качественных показателей экспериментальной иконтрольной группТППКПППКОППКбаллы 4 3 2 1 средний 4 3 2 1 средний 2 1 0 среднийЭГ2 8 7 12,611 5 8 5 13,056 10 8 01,556КГ1 9 6 02,687 2 9 5 02,813 2 10 40,875При примерно равной оценке сформированности ТППК прикладная иобщепрофессиональнаясоставляющаявэкспериментальнойгруппесущественно выше, что говорит о большей готовности экспериментальнойгруппы к поиску решений прикладных задач и интерес к ОП-заданиям.Результаты диагностики ППК студентов и анализ качественныхпоказателей позволяют сделать вывод об эффективности примененияпредложенной дидактической модели для профессионально направленногообучения математике будущих учителей информатики при изучении основкриптографии.165Выводы по главе 3Таким образом, опыт практической реализации дидактической моделипрофессиональнонаправленнойматематическойподготовкиинформатики при обучении методам и средствам защитыучителейинформациипозволил утверждать, что:•формирование модульных траекторий обучения основам криптографии сучетом профиля и уровня предварительной математической подготовкистудентов способствует повышению эффективности математическойподготовки учителей информатики;•использованиевобразовательномпроцессеразличныхформпроблемного обучения, прежде всего системы ЛИР, способствуетформированию профессиональной компетентности будущих учителейинформатики;•выделениевозможностьобщепрофессиональныхиспользованиязаданий,современныхдемонстрирующихприкладныхзадачвпоследующей профессиональной деятельности учителя информатики,позволяетреализоватьпрофессиональнуюнаправленностьматематической подготовки студентов, способствует формированию уних навыков исследовательской работы, готовности к непрерывномусамообразованию, личностно-профессиональному росту.Результатыопытно-экспериментальнойпроверкиподтверждаютэффективность разработанной дидактической модели профессиональнонаправленной математической подготовки будущих учителей информатикипри обучении методам и средствам защиты информации для формированиязаданного уровня профессиональной компетентности будущего учителяинформатики.166ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе проведенного теоретического и опытно-экспериментальногоисследования была подтверждена гипотеза, решены поставленные задачи,получены следующие результаты и выводы.1.В результате анализа состояния и современных тенденцийразвития отечественного педагогического образования, теоретических ипрактическихаспектоворганизацииустановленанеобходимостьподготовкирешениябудущихпроблемыучителейпрофессиональнонаправленного обучения математике будущих учителей информатики.Показано,чтоосновуорганизациипрофессиональнонаправленнойматематической подготовки будущих учителей информатики составляютосновныеположенияфундаментального,интегративного,компетентностного, модульного и проблемного подходов.2.Построенауровневаясистемацелейпрофессиональнонаправленной математической подготовки учителей информатики приобучении методам и средствам защиты информации, в которую входят:внешние нормативные компетенции - нормативные требования к результатамосвоения ООП бакалавриата; внешние входные компетенции - требования ккачеству предварительной предметной подготовки студентов; внутренниекомпетенции – теоретические, прикладные и общепрофессиональные ППКдисциплины МСЗИ и базисных модулей дисциплины; вспомогательныекомпетенции-ППКвариативныхмодулейдисциплины,атакжекомпетенции, формируемые в рамках параллельного изучения дисциплин повыбору смежной тематики, индивидуальной учебно-исследовательскойдеятельности студентов и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
