Efficiency of the Use of Educational Computer Software in Teaching Biology in the Grammar School

Abstract

In the doctoral dissertation was first analyses the theoretical foundation of application of educational computer software and analyzed its representation in natural sciences. For the use of the issue was developed educational computer software Mechanism of Heredity for biology IV grade grammar school of the general stream, and then analyzed the effici ency of its use in relation to traditional teaching. Pedagogical research was conducted on a sample of 173 students (87 students in the experimental and 86 students in the control group). The unit was done in the E group through the application of educational computer software (ECS), individual form of work, while students of the C group the same content processed using a tradit ional approach. Instruments used in the research were: initial test, final test and retest. All three tests included questions from three cognitive domains (levels of knowledge): the level of knowing the facts (level I), the level of understanding notions (level II) and the level of analysis and reasoning (level III). Apart from tests, questionnaires for the students from the experimental group on application of ECS in teaching biology in grammar school were used as another research instrument. Statistical processing of data obtained from the tests and questionnaire was done by using SPSS 19.0 software package. At the beginning of the research the experimental and control groups were equal in terms of students’ general success at the end of the III grade, grades in biology and the results of the initial biology test. After the unit Mechanism of Heredity was done in different ways in the E and C groups, students in both groups were given a final test and then retested. Students from the E group achieved better results in the final test (79.85 points average) and retest (75.44 points average) than students from the C group (70.34 points average in the final test and 62.58 points in the retest). The analysis of the results from the final test and retest has shown that the students from the experimental group achieved higher quality and quantity of knowledge in all three cognitive domains and on the tests as a whole, in relation to the students fro m the control group. The differences in achievement are statistically significant in favor of the experimental group. The students from the experimental group showed greater competence in solving complex questions and tasks in relation to the students from the control group. The results achieved by the E group students in the final test and retest compared to the C group, as well as the results of questionnaires for students of the experimental group, recommend greater presence of educational computer software in contemporar y Bi ol ogy classes and ot her natural sciences and humanities on all levels of education.

Alternate abstract:

У докторској дисертацији је најпре сагледана теоријска основа примене образовно рачунарског софтвера и проучена његова заступљеност у настави природних наука.

За потребе истраживања креиран је образовно рачунарски софтвер Механизми наслеђивања за IV разред гимназије општег смера, а затим анализирана ефикасност његове примене у поређењу са традиционалном наставом. Педагошки експеримент је спроведен на узорку од 173 ученика (87 ученика у експерименталној и 86 ученика у контролној групи). Ученици Е групе су наставне садржаје наставне теме обрађивали применом образовно рачунарског софтвера (ОРС), индивидуалним начином рада, док су ученици К групе исте наставне садржаје обрадили традиционалном наставом.

Инструменти примењени у истраживању су: иницијални тест, финални тест и ретест. Сва три теста су обухватала питања из три когнитивна домена (нивоа знања): ниво познавања чињеница (ниво I), ниво разумевања појмова (ниво II) и ниво анализе и резоновања (ниво III). Осим тестова знања инструмент коришћен у истраживању је анкета за ученике Е групе о примени ОРС-а у настави биологије у гимназији. Статистичка обрада података добијених на тестовима знања и анкети извршена је применом програмског пакета SPSS 19.0.

На почетку истраживања експериментална и контролна група ученика уједначене су на основу општег успеха ученика, успеха из биологије на крају трећег разреда гимназије , као и на основу резултата иницијалног теста знања из биологије. Након обраде наставне теме Механизми наслеђивања применом различитих наставних модела у Е и К групи извршено је финално тестирање, а затим и ретестирање ученика обе групе.

Ученици Е групе су остварили знатно бољи успех на финалном тесту (просечно постигнуће 79,85 поена) и на ретесту (просечно постигнуће 75,44 поена) од ученика К групе (просечно постигнуће 70,34 поена на финалном тесту и 62,58 поена на ретесту). Анализа резултата финалног теста и ретеста је показала да су остварене разлике у постигнућу ученика Е и К групе на финалном тесту и ретесту на сва три когнитивна домена и на тестовима у целини у корист Е групе статистички значајне. Од посебног је значаја знатно бољи резултат ученика Е групе у решавању сложенијих питања и задатака у односу на ученике К групе.

Остварени резултати ученика експерименталне групе на финалном тесту и ретесту у односу на резултате ученика контролне групе, као и позитивни ставови ученика експерименталне групе о примењеном моделу наставе, указују на потребу веће заступљености примене образовних мултимедијалних софтвера у савременој настави биологије и других природних и друштвених наука на свим нивоима образовања.

Alternate abstract:

U doktorskoj disertaciji je najpre sagledana teorijska osnova primene obrazovno računarskog softvera i proučena njegova zastupljenost u nastavi prirodnih nauka.

Za potrebe istraživanja kreiran je obrazovno računarski softver Mehanizmi nasleđivanja za IV razred gimnazije opšteg smera, a zatim analizirana efikasnost njegove primene u poređenju sa tradicionalnom nastavom. Pedagoški eksperiment je sproveden na uzorku od 173 učenika (87 učenika u eksperimentalnoj i 86 učenika u kontrolnoj grupi). Učenici E grupe su nastavne sadržaje nastavne teme obrađivali primenom obrazovno računarskog softvera (ORS), individualnim načinom rada, dok su učenici K grupe iste nastavne sadržaje obradili tradicionalnom nastavom.

Instrumenti primenjeni u istraživanju su: inicijalni test, finalni test i retest. Sva tri testa su obuhvatala pitanja iz tri kognitivna domena (nivoa znanja): nivo poznavanja činjenica (nivo I), nivo razumevanja pojmova (nivo II) i nivo analize i rezonovanja (nivo III). Osim testova znanja instrument korišćen u istraživanju je anketa za učenike E grupe o primeni ORS-a u nastavi biologije u gimnaziji. Statistička obrada podataka dobijenih na testovima znanja i anketi izvršena je primenom programskog paketa SPSS 19.0.

Na početku istraživanja eksperimentalna i kontrolna grupa učenika ujednačene su na osnovu opšteg uspeha učenika, uspeha iz biologije na kraju trećeg razreda gimnazije , kao i na osnovu rezultata inicijalnog testa znanja iz biologije. Nakon obrade nastavne teme Mehanizmi nasleđivanja primenom različitih nastavnih modela u E i K grupi izvršeno je finalno testiranje, a zatim i retestiranje učenika obe grupe.

Učenici E grupe su ostvarili znatno bolji uspeh na finalnom testu (prosečno postignuće 79,85 poena) i na retestu (prosečno postignuće 75,44 poena) od učenika K grupe (prosečno postignuće 70,34 poena na finalnom testu i 62,58 poena na retestu). Analiza rezultata finalnog testa i retesta je pokazala da su ostvarene razlike u postignuću učenika E i K grupe na finalnom testu i retestu na sva tri kognitivna domena i na testovima u celini u korist E grupe statistički značajne. Od posebnog je značaja znatno bolji rezultat učenika E grupe u rešavanju složenijih pitanja i zadataka u odnosu na učenike K grupe.

Ostvareni rezultati učenika eksperimentalne grupe na finalnom testu i retestu u odnosu na rezultate učenika kontrolne grupe, kao i pozitivni stavovi učenika eksperimentalne grupe o primenjenom modelu nastave, ukazuju na potrebu veće zastupljenosti primene obrazovnih multimedijalnih softvera u savremenoj nastavi biologije i drugih prirodnih i društvenih nauka na svim nivoima obrazovanja.