Для обработки количественных данных полученных в ходе анкетирования, тестирования, ранжирования, регистрации, социометрии, интервью, беседы, наблюдений и педагогического эксперимента часто применяются математические методы исследования с использованием компьютера.
В последнее время предпринимаются серьезные шаги, направленные на внедрение в педагогику кибернетических и математических методов оценки и измерения педагогических явлений и установления количественных зависимостей между ними. Кибернетические и математические методы позволяют подойти к решению одной из сложнейших задач педагогики - количественной оценки педагогических явлений. Часто лишь обработка количественных данных и полученные при этом выводы могут объективно доказать или опровергнуть выдвинутую гипотезу.
Методами математической или статистической обработки результатов педагогического эксперимента называются математические приемы, формулы, способы количественных расчетов, с помощью которых количественные показатели, получаемые в ходе эксперимента, можно обобщать, приводить в систему, выявляя скрытые в них закономерности. Речь идет о таких закономерностях статистического характера, которые существуют между изучаемыми в педагогическом эксперименте переменными величинами.
Кроме элементарных операций регистрации, ранжирования и шкалирования, методы статистического анализа позволяют вычислять так называемые элементарные математические статистики, характеризующие выборочное распределение данных, например, выборочное среднее, выборочная дисперсия, мода, медиана и ряд других. Другие методы математической статистики, например дисперсионный анализ, регрессионный анализ, позволяют судить о динамике изменения отдельных статистик выборки. С помощью третьей группы методов — корреляционного анализа, факторного анализа, методов сравнения выборочных данных, можно достоверно судить о статистических связях, существующих между переменными величинами, которые исследуют в данном педагогическом эксперименте.
Методы статистического анализа условно делятся на первичные и вторичные. Первичными называют методы, с помощью которых можно получить показатели, непосредственно отражающие результаты производимых в педагогическом эксперименте измерений. Соответственно под первичными статистическими показателями имеются в виду те, которые применяются в самих психодиагностических методиках и являются итогом начальной статистической обработки результатов психодиагностики. Вторичными называются, методы статистической обработки, с помощью которых на базе первичных данных выявляют скрытые в них статистические закономерности.
Первичные методы статистической обработки: определение выборочной средней величины, выборочной дисперсии, выборочной моды и выборочной медианы. Вторичные методы обычно включают корреляционный анализ, регрессионный анализ, кластерный анализ, методы сравнения первичных статистик у двух или нескольких выборок.
Применение методов математической или статистической обработки информации педагогических исследований требует проведения большого числа простых арифметических операций над большим числом исходных данных. Практика показывает, что ручные расчёты (с использованием только записей на бумаге) занимают неимоверно много времени и неизбежно содержат множество ошибок. Сократить трудоёмкость расчётов и уменьшить число ошибок помогает использование микрокалькуляторов и персональных компьютеров.
Сейчас для проведения статистических расчётов обычно используют готовые вычислительные программы, которые достаточно легко осваиваются неспециалистами в области компьютерных технологий. Простейшая из таких программ, которая называется «Калькулятор», создаёт на экране компьютера изображение калькулятора. С помощью этой программы можно проводить простые расчёты, как на обычном калькуляторе. В тоже время имеется возможность проводить и некоторые статистические расчёты: нахождение среднего арифметического и стандартного отклонения. Более подробную информацию о работе «Калькулятора» можно найти меню «Справка»-«Вызов справки», а о функциях отдельных клавиш – щёлкнув правой клавишей мыши на любой из кнопок «Калькулятора».
Сложные статистические расчёты поводятся с помощью специальных программ для статистических расчётов, например программа STADIA. [5] Для проведения вычислений с помощью этой программы достаточно ввести исходные данные (численные значения наблюдений) в блок редактора данных, имеющего вид таблицы. Все сложные вычисления программа проводит по командам пользователя автоматически. Другие программы с похожими функциями STATISTICA и SPSS. [2]
Необходимо также отметить возможность использования для статистической обработки данных табличного редактора Microsoft Excel. Данный редактор позволяет заносить данные исследования в электронные таблицы, создавать формулы, сортировать, фильтровать, группировать данные, проводить быстрые вычисления на листе таблицы, используя «Мастер функций». С табличными данными также можно проводить статистические операции, если к Microsoft Excel подключён пакет анализа данных.
Табличный редактор Microsoft Excel с помощью встроенного мастера диаграмм также даёт возможность построить на основании результатов статистической обработки данных различные графики и гистограммы, которые можно впоследствии использовать на других этапах исследования.
Необходимо отметить ещё одну важную функцию на этапе обработки данных педагогического исследования – создание моделей.
Методы математического моделирования применяются для построения математических моделей, описывающих какие-либо закономерности, а также для планирования эксперимента и всего исследования в целом. Кроме того, компьютер может использоваться для построения модели предметной области исследования на основе гипертекста.
Модель может эффективно замещать предметную область в исследовании за счёт большей формализации, абстрагирования от несущественных деталей. Компьютерная техника позволяет зафиксировать большое количество информации в разных формах. За счёт применения произвольных ссылок гипертекст может создать структуры самого разного вида, в том числе и такие, связи, которых первоначально не определены (в этом состоит его преимущество перед базами данных, наполнение которых невозможно без предварительного определения их структуры). Гипертекст допускает определённую гибкость и потому может быть применён для построения моделей разных предметных областей. Поскольку объём материала и его глубину трудно предугадать заранее, жёсткая структура базы данных малоэффективна. Гипертекст с его произвольными связями может оказаться наиболее удобным. Достаточно в этой связи упомянуть, что в глобальной сети Internet он применяется для представления различной информации.
Таким образом, на этапе сбора и обработки данных педагогического исследования компьютер сегодня можно считать незаменимым. Он в значительной мере облегчает работу исследователя по регистрации, сортировке, хранению и переработке больших объёмов информации, полученных в ходе эксперимента, наблюдения, бесед, интервью, анкетирования и других методов исследовательской работы. Это позволяет исследователю сэкономить время, избежать ошибок при расчётах и сделать объективные и достоверные выводы из экспериментальной части работе.
На этапе оформления результатов педагогического исследования в виде диссертации, для подготовки научных докладов, статей, учебно-методических пособий, монографий, книг, плакатов по теме исследования компьютер также практически незаменим. Он позволяет в кратчайшие сроки справиться с любым из данных видов работы. При этом могут использоваться уже упоминавшиеся ранее текстовый редактор Microsoft Word и табличный редактор Microsoft Excel. Для обработки графических изображений и изготовления плакатов подойдут программы типа Microsoft PhotoShop, Corel PHOTO-PAINT, Corel DRAW и другие им подобные. Подготовка докладов, монографий, учебников и статей упрощается ещё больше, если с самого начал исследования вся информация о нём хранилась в цифровом формате. Это избавляет от необходимости вручную набирать текст, рисовать графики и иллюстрации. Кроме того, сегодня существует возможность публиковать статьи и монографии в Internet с помощью пакета Font Page, используемой для создания Web-страниц. Публикация в Internet является на сегодняшний день самым быстрым способом донести новейшую информацию о ходе и результатах педагогического исследования заинтересованным лицам.
Компьютер может также оказать помощь в создании по результатам исследования учебных и воспитательных фильмов, мультфильмов, передач, роликов социальной рекламы для телевидения, обучающих компьютерных программ, игр, интерактивных путешествий и т.д.
Для выступления на кафедрах, советах, семинарах, научно-практических конференциях, симпозиумахкомпьютер можно применить в качестве средства презентации графической и текстовой информации, иллюстрирующей доклад. В этом случае может использоваться программа для создания презентаций и деловой графики Microsoft Power Point и другие подобные программные средства. Непосредственно демонстрация материала осуществляется с помощью мультимедийного проектора или крупногабаритного ЖК- или ЭЛТ- монитора. С помощью компьютера также возможно подготовить и напечатать раздаточный и иллюстративный материал для участников конференции: брошюры, бюллетени, информационные листки и т.д.
Подводя итог, можно сказать, что организация и проведение ни одного современного педагогического исследования не может обойтись сегодня без применения компьютера. Очевидно, что в будущем, с расширением возможностей ЭВМ по переработке информации и разработкой искусственного интеллекта, а также нового программного обеспечения, компьютер станет не просто многофункциональным инструментом исследования, но и активным участником теоретической и экспериментальной работы. Возможно, он будет способен формализовать и описать явления, считавшиеся ранее недоступными для математической обработки и анализа; будет самостоятельно высказывать гипотезы, делать прогнозы и вносить предложения по ходу исследования.