Содержание к диссертации
Введение
Глава I Теоретические основы применения средств новых информационных технологий и традиционных технических средств обучения (ТСО) в учебном процессе по физике
1.1. Значение использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике
1.2. Состояние проблемы использования компьютерной техники в педагогической науке и школьной практике обучения физике
1.3. Комплексное использование средств новых информационных технологий и традиционных ТСО на основе реализации принципа оптимизации учебного процесса по физике
Глава II Методические основы комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике в средней школе
2. 1. Содержание курсов физики и информатики средней школы, их взаимосвязь.
2.2. Анализ возможностей использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике
2.3. Методика комплексного применения средств новых информационных технологий и традиционных ТСО на основе реализации принципа оптимизации учебного процесса по физике
Глава III Методика проведения и результаты педагогического эксперимента
3.1. Задачи и методика проведения педагогического эксперимента
3.2. Критерии эффективности и результаты педагогического эксперимента
Заключение 116
Библиография 118
Приложения
- Значение использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике
- Содержание курсов физики и информатики средней школы, их взаимосвязь.
- Задачи и методика проведения педагогического эксперимента
Введение к работе
Одним из важнейших направлений информатизации современного общества является информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования теорией и практикой разработки и использования современных информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания.
Переход к гуманистической парадигме образования приводит к изменению всей традиционной системы образования. Необходимы новые технологии, новые модели, методы обучения, которые способствовали бы развитию каждого человека в образовательном процессе. Одним из путей решения этой проблемы является использование новых информационных технологий в учебном процессе школы. Однако этот процесс затруднен многими обстоятельствами. Во-первых, недостаточной подготовкой учителей физики к использованию средств новых информационных технологий, во-вторых, низкой оснащенностью школьных кабинетов физики необходимой техникой и программным обеспечением, в-третьих, недостаточной разработанностью проблемы комплексного использования средств информационных технологий и традиционных технических средств обучения (ТСО) в процессе обучения физике с учетом санитарно-гигиенических норм.
«Найти верный баланс между традициями и новациями - насущная задача реформ образования». [25, 148]
Развитие единой образовательной информационной среды (2001 — 2005 г.г.) - одна из самых крупных федеральных программ за последние 10 лет. Ее разделы охватывают следующие направления:
развитие информационных технологий сферы образования;
повышение квалификации и профессиональная переподготовка педагогических, административных и инженерно-технических кадров;
оснащение образовательных учреждений средствами информатизации;
организация системы технического обслуживания соответствующего оборудования.
В связи с повсеместным использованием средств новых информационных технологий на производстве и в повседневной жизни очень важно научить учащихся работать с современной техникой. Умение учащихся работать с информацией на современном уровне, используя при этом традиционные источники, электронные носители информации и Интернет, позволяет учителю физики организовать учебный процесс и внеклассную работу таким образом, чтобы у учащихся развить познавательный интерес, интеллектуальные и творческие способности. Однако снабжение школ средствами новых информационных технологий и подключение к Интернету не решает проблемы информатизации учебного процесса, а является необходимым, но не единственным условием ее осуществления. Одним из условий, обеспечивающих успех, является достаточная подготовка учителя к использованию комплекса ТСО. Но без высокой методической подготовки учителя даже при наличии техники и умении учителя на ней работать не будет высокого результата. Необходимо выполнение всех трех условий.
Выпускник, в соответствии с государственным стандартом среднего общего образования по физике, должен уметь воспринимать и на основе полученных знаний самостоятельно оценивать информацию, содержащуюся в сообщениях средств массовой информации, Интернете, научно-популярных статьях, а также использовать средства новых информационных технологий для поиска, обработки и предъявления информации не только по информатике, но и по другим предметам (физике, биологии и др.). Поэтому умение использовать средства новых информационных технологий можно отнести к общим учебным умениям.
Одним из технических средств новых информационных технологий является компьютер. Существует целый ряд исследований по проблеме использования компьютера в учебном процессе. Исследования возглавили академики РАН Е.П. Велихов и А.П.Ершов, академики РАО В.М.Монахов, В.Г. Разумовский, А.А. Кузнецов.
Дидактические и психологические аспекты проблемы нашли отражение в работах академиков РАО Б.С. Гершунского, В.В. Рубцова, Н.Ф. Талызиной, А.В. Усовой, академика РАН Б.Ф. Ломова, педагогов М.А. Готлиб, Е.И. Машбиц и др.
Методические основы проблемы использования компьютера на занятиях физики освещены в работах Л.И. Анциферова, В.А. Извозчикова, В.В. Лаптева, А.Д. Ревунова, A.M. Слуцкого, В.И. Тесленко, О.А. Яворука и др.
Проблемам информатизации образования посвящены труды A.M. Довгяло, М.П. Лапчика, Д.Ш. Матроса, А.Н. Матюшкина, В.М. Монахова, И.В. Роберт, Б.Ф. Скинер, Н.Н. Тулькибаевой и др.
Проблемам оптимизации образования посвящены труды Ю.К. Бабанского, В.А. Черкасова и др.
Анализ литературы и диссертационных исследований показал, что в них рассматриваются отдельные аспекты проблемы использования средств новых информационных технологий в учебном процессе и во внеклассной работе по физике в средней школе, но недостаточно разработаны вопросы комплексного использования средств новых информационных технологий (СНИТ) и традиционных ТСО в учебном процессе по физике в обще
образовательной школе с учетом требований санитарно-гигиенических норм. Между тем применение средств новых информационных технологий в учебном процессе по физике диктуется требованиями современной жизни.
Использование только средств новых информационных технологий не обеспечивает полноценного усвоения знаний по физике, так как их использование ограничено во времени санитарно-гигиеническими нормами (при длительном использовании они отрицательно влияют на здоровье учеников). Однако программой по физике предусмотрено изучение целого ряда явлений, процессов и свойств, которые важно представить наглядно, что успешно можно осуществить с помощью традиционных технических средств, без использования сложной техники.
Все вышесказанное определяет актуальность исследования, которая обусловлена противоречиями между требованиями, предъявляемыми обществом к выпускнику общеобразовательной школы, и реальным уровнем его подготовки; необходимостью повышения результативности обучения в условиях использования средств новых информационных технологий в учебной и внеклассной деятельности учащихся и недостаточной разработанностью методики формирования у них умений использовать различные источники информации, в том числе и Интернет; необходимостью разработки методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных средств обучения на основе принципа оптимизации учебного процесса по физике в общеобразовательной школе и существующим состоянием проблемы реализации межпредметных связей физики и информатики.
Недостаточная разработанность проблемы в методике преподавания физики обусловила выбор темы диссертационного исследования: «Комплексное использование средств новых информационных технологий и традиционных технических средств обучения в процессе обучения физике».
Целью нашего исследования является разработка научно обоснованной методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике.
Объектом исследования является процесс формирования у учащихся старших классов физических знаний с использованием средств новых информационных технологий и традиционных ТСО, умений работать со средствами новых информационных технологий на учебных занятиях и во внеклассной работе по физике.
Предметом исследования послужила методика комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО при формировании знаний по физике и умений использовать средства новых информационных технологий на занятиях и во внеклассной работе по физике на основе реализации принципа оптимизации учебного процесса.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой комплексное использование средств новых информационных технологий в сочетании с традиционными ТСО будет способствовать развитию у учащихся наблюдательности, умений анализировать, систематизировать и обобщать получаемую информацию. В конечном итоге это будет способствовать повышению качества знаний учащихся по физике и уровня сформированности умений использовать информацию, получаемую с помощью средств новых информационных технологий и традиционных ТСО. Это обусловлено тем, что при комплексном использовании средств новых информационных технологий и традиционных ТСО обеспечивается более полное восприятие изучаемых объектов и более четкое выделение в них существенных свойств, сторон, взаимосвязи изучаемых явлений и процессов.
Исходя из цели и гипотезы исследования, в данной работе ставятся следующие задачи:
Проанализировать психолого-педагогическую, научно-методическую литературу с целью изучения состояния проблемы использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в курсе физики средней школы.
Разработать методику комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике и во внеклассной работе в соответствии с принципом оптимизации учебного процесса.
Разработать методические рекомендации по комплексному использованию средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике в средней школе.
Разработать программу элективного курса «Физические основы средств новых информационных технологий» и дидактический материал к нему для учащихся 10-11 классов.
9 5) Проверить эффективность предлагаемой методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе и во внеклассной работе по физике в средней школе.
Теоретико-методологической основой исследования явились: теория
деятельности (П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, А.В. Петровский,
С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина и др.); теория развивающего обучения (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, А.И. Подольский и др.); теория использования средств новых информационных технологий и традиционных технических средств обучения (Л.И. Анциферов, В.П. Беспалько, Б.С. Гершунский, И.И. Дрига, В.А. Извозчиков , В.В. Лаптев, Г.И. Pax, А.А. Кыверялг, Д.Ш. Матрос, Е.И. Машбиц, А.В. Смирнов, С.Г. Шаповаленко и др.); теория межпредметных связей (А.И. Гурьев, И.Д. Зверев, В.Н. Максимова, С.А. Старченко, А.В. Усова, В.Н. Федорова, О.А. Яворук и др.) и теория формирования научных понятий у учащихся (Н.А. Менчинская, Н.Ф. Талызина, А.В. Усова и др.).
Для подтверждения гипотезы и решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
монографический (теоретический анализ философской, психолого-педагогической и научно-методической литературы по вопросам, относящимся к проблеме исследования);
диагностические (анкетирование учителей и учащихся);
прогностические (самооценка и моделирование учебного процесса с комплексным использованием средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике);
педагогический эксперимент во всех его разновидностях (констатирующего, пробного, обучающего и контрольного) с целью проверки эффективности разработанной методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике;
наблюдение за учебным процессом, за деятельностью учителей физики и учащихся по применению средств новых информационных технологий и традиционных ТСО на учебных занятиях;
анализ собственного опыта работы в школе в аспекте исследуемой проблемы;
методы математической статистики для обработки результатов педагогического эксперимента.
Теоретическая значимость исследования состоит:
в уточнении понятия «комплекс ТСО», под которым мы понимаем сочетание средств новых информационных технологий и традиционных ТСО, взаимосвязанных содержанием и методами обучения, позволяющее реализовать дидактические возможности каждого из них с целью повышения результативности обучения;
в разработке модели комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО на основе принципа оптимизации учебного процесса.
Научная новизна исследования заключается в разработке, на основе принципа оптимизации, методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе и во внеклассной работе по физике, которая предполагает:
организацию учебного процесса по физике с использованием межпредметных связей с информатикой;
самостоятельную познавательную деятельность учащихся с обучающими, контролирующими и офисными программами;
самостоятельную познавательную деятельность учащихся в проекте «Физика вокруг нас», позволяющую организовать внеклассную работу во взаимосвязи с учебной деятельностью;
проведение интегративного элективного курса «Физические основы средств новых информационных технологий», организованного на основе ме-
тода проектов, позволяющего изучить физические явления и процессы, лежащие в основе работы средств новых информационных технологий. Практическая значимость исследования заключается: -в разработке методических рекомендаций для студентов и учителей школ по комплексному использованию средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в курсе физики средней школы;
в разработке программы, методических рекомендаций и дидактического материала для элективного курса «Физические основы средств новых информационных технологий»;
во внедрении в практику преподавания физики разработанной нами методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивается использованием методов, адекватных целям и задачам исследования, опорой на методологию познания, основные психолого-педагогические концепции теории обучения; всесторонним анализом поставленной проблемы; проведением педагогического эксперимента в строго контролируемых условиях; репрезентативностью полученных экспериментальных данных, применением методов математической статистики с целью определения достоверности и надежности полученных количественных показателей результативности обучения.
Исследование проводилось в четыре этапа, каждый из которых был направлен на решение конкретных задач.
1 этап исследования (2000 - 2001 уч. г.) включал анализ философской, психолого-педагогической, научно-методической литературы, а также диссертационных работ по проблеме исследования с целью определения методологической и теоретической основы исследования, разрабатывался понятийный аппарат, сформулированы гипотеза, цели и задачи, определена методика исследования. Начат констатирующий эксперимент.
этап (2001 - 2002 уч. г.): продолжен констатирующий эксперимент и начат зондирующий (пробный) эксперимент с целью первичной проверки результативности разработанной методики. Определены критерии и уровни сформированное знаний по физике и умений применять средства новых информационных технологий и традиционные ТСО у учащихся старших классов.
этап (2002 - 2003 уч. г.): проводился обучающий педагогический эксперимент с целью уточнения и корректировки разработанной методики, с учетом результатов зондирующего (пробного) эксперимента и осуществлялась обработка экспериментальных данных.
этап (2003 - 2004 уч. г.): проводился контрольный педагогический эксперимент с целью проверки эффективности разработанной методики в целом, осуществлялся анализ, обобщение результатов исследования, оформление диссертации.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в образовательном процессе школ №№ 99, 117 и профессиональном лицее № 92 г. Челябинска, а также путем выступлений на семинарах учителей и аспирантов в Челябинском государственном педагогическом университете (2001 - 2005 гг.); на Международной научно-практической конференции «Роль межпредметных связей в системе развивающего обучения» (Горно-Алтайск, 2001 г.); на XXXV зональной конференции преподавателей физики, методики преподавания физики, астрономии и общетехнических дисциплин педвузов Урала, Сибири и Дальнего Востока «Подготовка учителя физики в условиях модернизации образования» (Челябинск, 2002 г.); на X и XI Всероссийской научно-практической конференции «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» (Челябинск, 2003 г., 2004 г.); на пятой Всероссийской научно-практической конференции «Психодидактика высшего и среднего образования» (Барнаул, 2004 г.).
13 Основное содержание исследования отражено в следующих публикациях:
Еслямова У.Б. Комплексное использование компьютера в учебном процессе // Роль межпредметных связей в системе развивающего обучения: Материалы Междунар. Науч.-практ. конф., 21-25 авг. 2001 г. -Горно-Алтайск, 2001. -С. 162.
Еслямова У.Б. Значение использования компьютерной техники в обучении //Подготовка учителя физики в условиях модернизации образования: тез. докл. XXXV зон. конф. преподавателей физики, методики преподавания физики, астрономии и общетехн. дисциплин, 16-17 сент. 2002 г. - Челябинск, 2002. - С. 68 - 69.
Еслямова У.Б. Методы контроля по физике с использованием новых информационных технологий // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: тез. докл. X Всероссийской науч.-практ. конф., 19-20 мая 2003 г. - Челябинск, 2003. - С. 5 - 6.
Еслямова У.Б. Понятие комплексного использования ЭВМ // Теория и методика обучения: сб. науч. тр. - Челябинск, 2002. - С. 54 - 56.
Еслямова У. Б. Проблема формирования информационно-педагогической компетентности учителя // Научное обеспечение системы повышения квалификации кадров: Межвуз. сб. науч. тр. - Челябинск, 2004. - Вып. 5 - С. 119-123.
Еслямова У. Б. Применение и изучение средств новых информационных технологий (СНИТ) на уроках физики // Психодидактика высшего и среднего образования: материалы пятой Всероссийской науч.-практ. конф. 2 — 4 нояб. 2004 г. - Барнаул, 2004. Ч. 2. - С. 206 - 207.
Еслямова У. Б. Комплексное использование средств новых информационных технологий обучения и традиционных ТСО во внеклассной работе по физике // Мир науки, культуры, образования». - 2004. - № 1. - С. 70 - 71.
Еслямова У.Б. Программа элективного курса «Физические основы средств новых информационных технологий» - Челябинск: изд-во ГОУ ВПО ЧГПУ, 2005.-12 с
14 9. Еслямова У.Б. Методические рекомендации по комплексному использованию средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в процессе обучения физике. - Челябинск: изд-во ГОУ ВПО ЧГПУ, 2005. -52 с
На защиту выносятся:
Обоснование необходимости комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике в старшей (полной) профильной школе;
Методика комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО при обучении физике на основе реализации принципа оптимизации, предусматривающая:
комплексное решение задач обучения, воспитания и развития учащихся;
выбор оптимальной структуры занятий, методов обучения и комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО (в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями) для решения определенных учебно-воспитательных задач;
3. Разработанные автором критерии и уровни сформированности умения
использовать новые информационные технологии.
Структура и основное содержание диссертации состоит из введения, трех глав, заключения, содержит библиографический список первоисточников (204 источника) и приложений. Общий объем диссертации 147 страниц. В работе представлено 18 таблиц и 15 рисунков.
Значение использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике
Современное общество вступило в информационный век. В настоящее время в каждой школе имеются компьютеры, где на занятиях информатики происходит ознакомление учащихся с новыми информационными технологиями, в процессе которого учащиеся приобретают первоначальные знания и навыки работы со средствами новых информационных технологий, а также знакомятся и работают с обучающими программами.
Согласно требованиям государственного стандарта среднего (полного) общего образования к уровню подготовки выпускников учащиеся за время учебы должны научиться использовать новые информационные технологии для поиска, обработки и предъявления информации не только по информатике, но и по физике, биологии и т.д. Таким образом, умение использовать средства новых информационных технологий является общим учебным умением.
Информатизация современного общества привела к увеличению числа занятых в информационной сфере, и, как следствие, повысились требования к уровню общеобразовательной подготовки выпускников школ.
Процесс обеспечения сферы образования теорией и практикой разработки и использования новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания, определяется как информатизация образования [19, 12].
Информатизация (по А. П. Ершову) - это система следующих взаимосвязанных процессов: информационного - обособление и представления всей социально значимой информации в форме, доступной для хранения, обработки и передачи электронными средствами; познавательного - формирования и сохранения целостной информационной модели мира, позволяющей обществу осуществлять упреждающее динамическое регулирование своего развития на всех уровнях: от индивидуальной деятельности до функционирования общечеловеческих институтов; материального - строительства глобальной инфраструктуры электронных средств хранения, обработки и передачи информации.
Красильникова В.А. придерживается мнения, что «информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования теорией и практикой разработки и использования современных, новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания» [88].
Главная цель информатизации образования состоит «в подготовке обучаемых к полноценному и эффективному участию в бытовой, общественной и профессиональной областях жизнедеятельности в условиях информационного общества» [83, 57].
Различают понятия «информатизация» и «компьютеризация». По мнению Д.Ш. Матроса, «компьютеризация общего среднего образования - это процесс оснащения соответствующих учреждений средствами современной вычислительной техники. Информатизация общего среднего образования — это процесс, направленный на максимально эффективное использование информационного обеспечения общего среднего образования с помощью компьютера» [105, 55].
Андреев В.И. также считает, что «следует различать понятия «информатизация» и «компьютеризация». Суть информатизации образования в том, что для обучаемого становится доступной большая по объему информация, представленная в базах данных, компьютерных программах, различной справочной литературе. Компьютеризация выступает лишь частным случаем информатизации обучения» [1,279].
Мы разделяем мнение, что «информатизация образования — процесс обеспечения сферы образования теорией и практикой разработки и использования современных, новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания» [88, 23].
Хранение, обработка и передача информации на современном этапе осуществляется посредством новых информационных технологий.
В пособии для учащихся старших классов дается следующее определение: «Информационная технология - (слово «технология» в переводе с греческого имеет смысл «искусство слова, учения») понятие, которое приобрело особое значение и современный смысл в 70—80-х гг. XX в. как технология машинной, т. е. с помощью ЭВМ, обработки, передачи, распространения информации, создания вычислительных и программных средств информатики» [72].
Информационная технология (ИТ) - это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а также повышения их надежности и оперативности.
Информационные технологии выполняют следующие функции: сберегающие - экономят труд, время, материальные ресурсы; рационализирующие - улучшают автоматические системы поиска, заказа и т.п.; созидающие (творческие) — включают человека в систему переработки и использования информации.
Содержание курсов физики и информатики средней школы, их взаимосвязь.
В содержание образования по информатике желательно включить учебный материал, позволяющий применять знания и умения, приобретенные на уроках по физике. Мы считаем, что единый подход к формированию общих для физики и информатики понятий (модуляция, демодуляция, способы записи информации и т.д.) на основе теории деятельности и принципа преемственности возможен при создании условий для осуществления межпредметных связей физики и информатики.
Из исследований, посвященных проблеме межпредметных связей, известно, что они являются дидактическим условием и средством глубокого усвоения основ наук в средней школе. Авторы этих исследований считают, что межпредметные связи значительно повышают научный уровень знаний учащихся, способствуют развитию логического мышления, творческих способностей, формированию естественнонаучной картины мира. Мы рассматривали программы по физике и информатике на предмет их взаимосвязи.
Новейшие достижения физики привели к созданию новых средств информатизации, используемых повсеместно. Это привело к тому, что овладение информационными технологиями стало социально необходимым умением и нашло отражение в содержании физики и информатики. Взаимосвязь физики и информатики выражается во взаимосвязи их идей и методов познания. Связи отражаются в обучении, но носят односторонний характер. В курсе физики средней школы учащиеся изучают лишь некоторые вопросы, рассматривающие устройство и физические принципы действия средств новых информаци 48 онных технологий, а также изучают понятия, общие для физики и информатики (информация, способы ее получения, обработки, передачи и записи).
Информация может представляться в различном виде: числовом, графическом, музыкальном, звуковом, текстовом и т.д. Из предметного содержания информации вытекают ее основные свойства - достоверность и полнота, ценность и актуальность, ясность и понятность. Понимание сущности понятия информации является важнейшим компонентом информационной культуры человека.
Создание в представлении учащихся информационной картины мира является одной из важнейших задач школьных курсов физики и информатики.
МПС физики и информатики могут осуществляться в следующих направлениях: формирование общих мировоззренческих понятий (информационная модель мира как часть научной картины мира, система), формирование понятий общих, для физики и информатики (модель, информация), изучение общих законов (передачи и регистрации информации) и теорий, использование общих методов познания.
Анализ учебника по физике В.А. Касьянова для 10 класса общеобразовательной школы с точки зрения изучения устройства и физических принципов действия средств новых информационных технологий, а также понятий, общих для физики и информатики, показал наличие следующих элементов знаний: модель, трубки осциллографа, струйного принтера, клавиатуры компьютера.
При изучении главы «Электромагнитное излучение» рассматриваются принципы, основные элементы и виды радиосвязи, а также развитие средств связи. При рассмотрении квантовой теории электромагнитного излучения и поглощения показаны преимущества и вытеснение волоконной оптикой металлических проводников в системах передачи информации; принцип действия лазера и его применение в различных областях науки и техники. Например, перспективно применение лазерного излучения для космической связи, для передачи телевизионных и компьютерных сигналов по оптическому волокну. Лазеры используются для записи и считывания информации с компакт-дисков.
Анализ учебника по физике Г .Я. Мякишева для общеобразовательной школы с точки зрения изучения устройства и физических принципов действия средств новых информационных технологий, а также понятий общих для физики и информатики показал наличие следующих элементов знаний: сверхпроводимость, полупроводники, собственная и примесная проводимость полупроводников, р-n переход, полупроводниковый диод, транзистор, строение электронно-лучевой трубки.
11 класс. При изучении темы «Электромагнитные колебания» рассматривается явление, на котором основана вся радиосвязь - резонанс в электрической цепи, а также рассматриваются принципы радиосвязи, понятие о телевидении и развитие средств связи при изучении темы «Электромагнитные волны».
В разделе «Значение физики для объяснения мира и развития производительных сил общества» показано влияние развития современной физики на достижения в других областях науки и техники. Происходит совершенствование вычислительной техники, средств современной связи (Интернет).
Задачи и методика проведения педагогического эксперимента
Педагогический эксперимент проводился с целью проверки эффективности разработанной автором методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в старших классах средней школы. Основное внимание уделялось выявлению влияния средств новых информационных технологий на формирование понятий и законов электродинамики и приобретения такого общего учебного умения, как умение использовать средства новых информационных технологий в учебной и внеклассной деятельности.
Перед экспериментом ставилась задача — определить влияние реализации разработанной нами методики на качество усвоения учащимися знаний. Экспериментальное обучение осуществлялось в школе № 99 и № 117 и профессиональном лицее № 92 г. Челябинска.
Педагогический эксперимент проводился в четыре этапа с 2000 по 2004 год и включал в себя констатирующий, пробный и обучающий и контрольный эксперимент.
На I этапе проводился констатирующий эксперимент, во время которого было проведено изучение состояния интересующей проблемы в школьной практике. С этой целью использовались методы наблюдения, анкетирования, бесед с учителями, студентами педагогических вузов, учениками, посещение учебных занятий. Параллельно проводился анализ работы учителей в этом направлении. Осуществлялась обработка данных констатирующего эксперимента.
Результаты анкетирования подтвердили наши предположения о том, что часть технических средств обучения, имеющихся в школе, не используются учителями физики по разным причинам. В то же время еще не нашли широкого применения средства новых информационных технологий. Анкетированием было охвачено 96 респондентов из 81 образовательного учреждения разных регионов Новосибирской области, Тюменской области, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов, Челябинска и Челябинской области.
Констатирующий эксперимент проводился в МОУ № 117, 99 г. Челябинска. В ходе данного этапа экспериментальной работы нами было проведено определение цели, объекта, предмета и задач исследования, разработка плана комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в процессе обучения физике.
На втором этапе был проведен пробный (зондирующий) педагогический эксперимент по проверке эффективности разработанной методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в ходе ее предварительной апробации для последующей корректировки и подготовки для расширенной проверки в практике обучения при проведении обучающего эксперимента.
Эксперимент проводился с небольшой группой учащихся. Кроме того, для учителей были подготовлены рекомендации по реализации разрабатываемой методики, т.е. апробировалась созданная в процессе теоретического исследования методика комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике в общеобразовательной школе. Определены критерии и уровни сформированное умения использовать средства новых информационных технологий и традиционные ТСО. Проведен первый срез, определяющий уровень сформированности знаний по физике за курс основной школы, а также проведен опрос учащихся на предмет умения использовать средства новых информационных технологий в учебной деятельности и внеклассной работе. В связи с тем, что у учащихся был разный уровень подготовки, согласно предложенным нами критериям проверяемого умения, распределили учащихся по уровням сформированности умений работать со средствами новых информационных технологий.
Результаты пробного эксперимента докладывались на научно-методическом семинаре для учителей и аспирантов кафедры «Теории и методики обучения физике» в Челябинском государственном педагогическом университете. В эксперименте приняли участие учащиеся 10-11-х классов школы № 117 и № 99 г. Челябинска. В ходе пробного эксперимента решались следующие задачи:
? обоснование необходимости использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО на том или ином этапе учебно-познавательного процесса;
? выбор опытов, которые невозможно поставить в условиях кабинета физики в связи с их быстротечностью или длительностью, либо по технике безопасности, а также невозможностью показа процессов происходящих в макро- или микромире;
? выбор лабораторных работ, сопровождаемых вычислениями на компьютере;
? определение критериев эффективности методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО при обучении физике в средней школе.
На третьем этапе на основе пробного эксперимента была разработана программа обучающего эксперимента с выделением экспериментальной и контрольной групп, с использованием выработанных критериев эффективности влияния комплексного использования средств новых информацион 94 ных технологий и традиционных ТСО на качество обучения. В задачи этого эксперимента входила оценка эффективности комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО в учебном процессе по физике.
Обучающий эксперимент проводился в течение 2002-2003 г.г. В результате обучающего эксперимента были получены следующие результаты: выявлено положительное влияние методики комплексного использования средств новых информационных технологий и традиционных ТСО на качество знаний, а также умений, связанных с использованием средств новых информационных технологий в учебной и внеурочной деятельности учащихся; повысился познавательный интерес обучаемых за счет повышения наглядности обучения, увеличения доли самостоятельной работы во время учебных занятий. Были внесены коррективы в связи с профильностью обучения и разработан элективный курс «Физические основы средств новых информационных технологий» для учащихся школы № 99.
Исследование проводилось путем сравнения качества усвоения у учащихся понятий «электрический заряд», «электрический ток» и качества усвоения законов Кулона и Ома. В одной экспериментальной группе профессионального лицея № 92 использовался комплекс ТСО с мультимедиа-проектором, во второй экспериментальной группе тот же комплекс ТСО но без мультимедиапроектора. В контрольной группе комплекс состоял из традиционных ТСО. Контроль знаний проводился по трем срезам с помощью контрольных работ, тестовых заданий и устного опроса (зачетов), а также умений использовать средства новых информационных технологий по творческому проекту.
