Содержание к диссертации
Введение
Глава 1, Современные подходы к индивидуализации обучения физике в инженерно-строительных вузах в условиях информатизации
1.1. Учебный процесс по физике в инженерно-строительных вузах в современных условиях
1.2. Педагогические условия индивидуализации обучения физике.
1.3. Роль информационных технологий в обучении студентов физике
1.4. Открытое образование и информационная среда 91
Глава 2. Индивидуализация в обучении студентов физике в условиях информационной среды
2.1. Информационная индивидуально-ориентированная предметная среда по физике
2.2. Методические особенности реализации индивидуального подхода в обучении в условиях информационной индивидуально-ориентированной среды по физике
2.3. Реализация индивидуального подхода в обучении физике в педагогическом эксперименте в КрасГЛСА
Заключение 190
Библиографический список 193
Приложения
- Учебный процесс по физике в инженерно-строительных вузах в современных условиях
- Роль информационных технологий в обучении студентов физике
- Информационная индивидуально-ориентированная предметная среда по физике
Введение к работе
Актуальность исследования. Изменения, произошедшие за последние десятилетия в жизни страны, ставят перед образованием новые цели. На смену жесткому авторитарному унифицированному образованию, дававшему высокий уровень общих знаний, приходит образование, направлениями развития которого становятся гуманизация, ориентация на развитие личности и учет индивидуальных особенностей в обучении, создание возможности для творчества, открытость, практическая применимость знаний, использование современных информационных и коммуникационных технологий. Эти направления определены в числе приоритетных в Федеральной целевой программе развития образования на 2006-2010 годы, Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года, документах приоритетного национального проекта «Образование».
Индивидуализация в обучении дает возможность сделать обучение восприимчивым к любым инновациям, является условием эффективности применения новых педагогических и информационных технологий.
Одним из важнейших инновационных направлений развития системы профессиональной подготовки студентов инженерно-строительных вузов является открытое образование.
Открытое образование является индивидуально-ориентированным, оно направлено на создание условий для обучаемого в проектировании и реализации собственных индивидуальных образовательных траекторий. При этом важно научить студента работать самостоятельно и индивидуально. Подготовка специалиста в современных условиях превращается в пожизненный процесс. Именно поэтому студенту при обучении в вузе желательно освоить способы и формы работы, которые позволят ему в дальнейшем продолжить образование и самообразование.
Индивидуальные образовательные сценарии обучения, большой объем самостоятельной работы превращают обучаемого из объекта обучения в субъект учебной деятельности, в которой сам обучаемый (хотя бы частично)
4 ставит цели и задачи своего обучения. Он выбирает способы их достижения и варианты решения. Решение таких задач приводит к актуализации знаний и повышению мотивации (в противовес традиционному обучению, нивелирующему индивидуальность).
Изменения в образовании коснулись преподавания физики в большей степени, чем других учебных дисциплин. В традиционном советском образовании в школе и в вузе физика занимала особое место. Научные открытия и технические достижения 40-х - 70-х годов XX века сделали физику важнейшей наукой в понимании общества. Традиционное обучение признавало ведущую роль физики в формировании естественнонаучного атеистического мировоззрения. Признавалась большая роль знаний и методов физики в высшем и среднем профессиональном образовании. Социальные изменения в жизни общества и в образовании привели к изменению места физики как науки и как учебной дисциплины. Уровень знаний по физике у абитуриентов, поступающих в вузы, заметно снизился. Число часов, отводимых на изучение курса физики в вузе, сократилось. Изменение учебных программ физики и других дисциплин нарушило межпредметные связи. Немало возникло проблем технического характера, связанных с обеспечением лабораторного практикума и т.д. В этих условиях проблема качества обучения физике в инженерно-строительном вузе становится весьма актуальной. Необходимо, чтобы курс физики, с одной стороны обеспечивал высокий уровень фундаментальных знаний, необходимых для изучения специальных учебных дисциплин, с другой -соответствовал новым требованиям гуманизации, открытости, становился практико-ориентированным.
Если в содержательной части курс физики не претерпел серьезных изменений, то в условиях информатизации при его преподавании должны быть широко использованы современные педагогические и компьютерные технологии.
В частности, технологии индивидуализации и дифференциации
обучения могут выступить средством, позволяющим сделать обучение физике в инженерно-строительном вузе более качественным.
Однако достичь эффекта индивидуализации в традиционной очной системе обучения достаточно сложно. Идеи индивидуально-ориентированного обучения высказывались в работах Л.С. Выготского, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова, Л.В. Занкова, А.В. Хуторского, Д.Б. Эльконина и др. Теории и методике индивидуализации и дифференциации обучения посвящены работы авторов: Ю.К. Бабанского, М.Н. Берулава, Е.Д. Божович, Рональда де Гроота, А.А. Кирсанова, Н.И. Пака, Е.С. Полат, С.Л. Рубинштейна, Г.К. Селевко, И.Э. Унт, И.С. Якиманской и др.
Применение компьютера - это обязательное условие современного обучения. Зачастую это лишь дань моде или формализм. Необходимость использования новых компьютерных технологий объясняется не только тем фактом, что компьютер стал неотъемлемым атрибутом жизни человечества. Важно, что компьютер дает образованию новые возможности, являясь незаменимым средством познания. При реализации индивидуального подхода в обучении применение информационных технологий целесообразно на всех стадиях обучения. Иногда применение компьютера с соответствующим программным обеспечением является единственным или наиболее оптимальным инструментом методики обучения, Это, например, моделирование явлений и процессов, математические расчеты, контроль и самоконтроль обучения, проектная деятельность, обратная связь при самостоятельном обучении в интеллектуальных средах и т.д.
Для современного российского образования особую важность имеют исследования вопросов, связанных с формами диагностики и контроля знаний при обучении (тестирование, рейтинг), и средствами, позволяющими обеспечить эффективное самостоятельное обучение (компьютерный учебник, учебная литература).
Исследованию тестового метода диагностики, в частности, использованию компьютерных тестов, посвящены работы B.C. Аванесова,
В.П. Беспалько, Б.У. Родионова, А.О. Татура и др. Широкое использование компьютерной техники позволило реализовать возможности тестирования более эффективно.
Общим вопросам использования информационных и коммуникационных технологий в обучении посвящены работы Б.С. Гсршунского, Л.Х. Займутдиновой, В.Р. Майера, Д.Ш. Матроса, Е.И. Машбица, Н.И. Пака, Е.С. Полат, И.В. Роберт и др. Применению информационных и коммуникационных технологий в преподавании физики посвящены работы Э.В. Бурсиан, Г.А. Бордовского, А.С. Кондратьева, В.В. Лаптева и др.
Открытость, индивидуализация и дифференциация, проектная деятельность в обучении физике являлись предметом некоторых исследований. Также в ряде исследований изучались вопросы применения компьютерных технологий для моделирования физических процессов и компьютерной диагностики знаний в обучении физике.
Однако особенности индивидуализации обучения физике в инженерно-строительных вузах с применением информационных технологий в условиях развитой информационной среды практически не рассматривались.
Таким образом, в настоящее время существуют противоречия:
между потребностью современного общества в повышении качества подготовки студентов инженерно-строительных специальностей по курсу физики в условиях информатизации и сложившейся традиционной системой обучения;
между значимостью индивидуально-ориентированного обучения с применением компьютерных технологий в учебном процессе по физике при подготовке специалистов в инженерно-строительном вузе и слабой методической разработанностью этой проблемы.
Выделенные противоречия обозначили проблему исследования, которая состоит в выделении педагогических условий и разработке методики реализации индивидуального подхода в обучении курсу физики в условиях
7 информационной среды, выделении структуры и принципов содержательного наполнения данной среды для повышения качества обучения курсу физики студентов инженер но-строительного вуза.
Объект исследования - процесс обучения курсу физики студентов инженерно-строительного вуза.
Предмет исследования - индивидуальный подход в обучении курсу физики студентов инженерно-строительных вузов в условиях информационной среды.
Цель исследования - повышение уровня усвоения содержания курса физики студентов инженерно-строительных вузов на основе реализации индивидуального подхода в условиях информационной и иди видуаль неориентированной предметной среды.
Гипотеза исследования - повышение уровня усвоения содержания курса физики студентов инженерно-строительных вузов будет возможным, если:
использовать методику реализации индивидуального подхода в обучении курсу физики, построенную на основе структурно-логической схемы индивидуализированного обучения, в условиях информационной индивидуально-ориентированной предметной среды;
предусмотреть в этой среде многообразие педагогических средств и условий, включающих систему разноуровневых индивидуальных учебных заданий, задач и лабораторных работ для самостоятельного выполнения, научно-исследовательскую работу студентов (НИРС), учебно-исследовательскую работу студентов (УИРС), а также виртуальный лабораторный практикум, электронный учебник, компьютерные демонстрационные примеры, комплекс вопросов и работ для самостоятельного изучения, контрольно-тестирующий комплекс;
осуществлять управление индивидуальной учебно-познавательной деятельностью студентов с помощью рейтинговой системы.
В соответствии с целью, предметом и гипотезой исследования были
определены следующие задачи исследования:
Провести анализ проблем процесса обучения курсу физики в инженерно-строительных вузах и исследовать возможности использования новых информационных и педагогических технологий в процессе обучения курсу физики.
Исследовать и обосновать педагогические условия реализации индивидуального подхода в обучении физике в условиях информационной индивидуально-ориентированной предметной среды.
Разработать структуру и принципы содержательного наполнения информационной индивидуально-ориентированной предметной среды.
Разработать методику реализации индивидуального подхода в обучении физике в условиях информационной индивидуально-ориентированной предметной среды.
Провести педагогический эксперимент и выявить методические особенности реализации индивидуального подхода в обучении курсу физики студентов инженерно-строительного вуза.
Теоретико-методологической основой исследования являются фундаментальные работы в области:
личностно-ориентированного обучения (М.Н. Берулава, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Д.Б. Эльконин, С.Л. Рубинштейн, А.В. Хуторской и др.);
индивидуализации и дифференциации обучения (Ю.К. Бабанский, Рональд де Гроот, А.А. Кирсанов, Е.С. Полат, Г.К. Селевко, И.Э. Унт, И.С. Якиманская и др.);
педагогического тестирования (B.C. Аванесов, В.П. Беспалько, Б.У. Родионов, А.О. Татур, В.И. Тесленко и др.);
педагогических и информационных технологий (В.П. Беспалько, М.П. Лапчик, Н.И. Пак, Е.С. Полат, И.В. Роберт, Г.К. Селевко и др.);
теории и методики обучения физике (А. И. Бугаев, Г.М. Голин, СЕ. Каменецкий, A.M. Мелёшина, Н.С. Пурышева и др.);
применения информационных технологий в обучении физике (Г.Л.
Бордовский, Э.В. Бурсиан, Л.С. Кондратьев, В.В. Лаптев и др.).
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
Теоретические: анализ психолого-педагогической и методической литературы, образовательных стандартов по физике, изучение состояния проблемы в практике преподавания, методы моделирования, математико-статистические методы.
Эмпирические: анкетирование, тестирование, педагогические наблюдения за ходом учебного процесса, педагогический эксперимент, статистическая обработка данных педагогического эксперимента.
Научная новизна исследования: разработана методика реализации индивидуального подхода в обучении физике для студентов инженерно-строительных вузов в условиях информационной индивидуально-ориентированной предметной среды, позволяющая повысить качество усвоения содержания курса физики.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
обоснованы педагогические условия индивидуализации обучения физике студентов инженерно-строительных вузов с применением информационных технологий;
разработана структурно-логическая схема индивидуализированного обучения общему курсу физики;
предложена модель сложности учебных заданий по физике.
Практическая значимость исследования состоит в том, что:
Разработан индивидуально-ориентир о ванны и учебно-методический
комплекс для очного и дистанционного обучения студентов инженерно-
строительных вузов курсу физики, включающий разноуровневые
индивидуальные задания, электронный учебник, компьютерные
демонстрационные примеры, систему вопросов и заданий для
самостоятельного изучения, контрольно-тестирующую систему, виртуальный
10 лабораторный практикум, конкурс проектов.
Апробирована и внедрена в учебный процесс Красноярской государственной архитектурно-строительной академии (КрасГАСА) методика реализации индивидуального подхода в обучении студентов курсу физики в условиях информационной индивидуально-ориентированной предметной среды.
Положения, выносимые на защиту:
Необходимым условием реализации индивидуального подхода в обучении курсу физики студентов инженерно-строительных вузов является наличие развитой информационной индивидуально-ориентированной предметной среды, в которой предусмотрено многообразие педагогических средств и условий, включающих систему разноуровневых индивидуальных учебных заданий, систему заданий и для самостоятельной работы, виртуальный лабораторный практикум, научно-исследовательскую работа студентов (НИРС) и учебно-исследовательскую работа студентов (УИРС) в области физики, а также обучающие и управляющие компьютерные средства и ресурсы (система компьютерной диагностики знаний, электронные учебники).
Трехмерная матрица обученности позволяет формировать систему разноуровневых заданий по физике, а структурно-логическая схема обучения курсу физики может служить теоретической основой для построения методики реализации индивидуального подхода в обучении студентов.
Методика реализации индивидуального подхода в обучении, построенная по структур но-логической схеме в условиях информационной индивидуально-ориентированной предметной среды, использующая и обеспечивающая взаимодействие преподавателя и студента на основе модульно-рейтинговой системы, позволяет повысить качество усвоения содержания курса физики.
Достоверность и обоснованность полученных в диссертационном исследовании результатов и выводов обеспечиваются:
использованием в ходе работы современных достижений педагогики и методики преподавания физики и информационных технологий;
теоретическим анализом исследуемой проблемы;
последовательным проведением педагогического эксперимента и использованием адекватных математических методов обработки его результатов.
Организация исследования: исследование проводилось с 1999 по 2006 гг. и включало несколько этапов:
На этапе констатирующего эксперимента (1999-2001 гг.) был проведен анализ состояния исследуемой проблематики, изучение научных основ индивидуализации обучения и педагогического тестирования, изучение психолого-педагогических проблем индивидуализации и дифференциации обучения, организации компьютерного тестирования, применения рейтинговой системы, проектной деятельности студентов.
На этапе поискового эксперимента (2001-2004 гг.) были разработаны отдельные разделы учебно-методического комплекса: компьютерные тесты по разделам «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика», «Электростатика», «Постоянный электрический ток», «Магнетизм» и по другим разделам курса физики для студентов строительного факультета КрасГАСА. Создан электронный учебник по курсу физики. Подготовлена методическая литература для проведения виртуального лабораторного практикума для студентов строительного и экономического (заочной формы обучения) факультетов. Организован в рамках студенческой научной конференции ежегодный «Открытый творческий конкурс студенческих проектов». Разработаны индивидуальные задания и другие методические материалы для реализации индивидуального подхода в обучении физике.
На этапе формирующего эксперимента (2004-2006 гг.) происходило внедрение в учебный процесс учебно-методического комплекса и его дальнейшая доработка. В комплекс вошли электронный учебник, виртуальный лабораторный практикум, компьютерные демонстрационные
12 примеры, система разноуровневых индивидуальных учебных заданий, задач и лабораторных работ для самостоятельного выполнения, контрольно-тестирующий комплекс (тесты для текущего самоконтроля и промежуточного контроля). Разработана методика применения индивидуальных заданий и другие методические материалы для организации индивидуального подхода в обучении курсу физики.
Эксперимент проводился на строительном факультете Красноярской государственной архитектурно-строительной академии (КрасГАСА). Исследовалось качество усвоения содержания курса физики студентами 1-го курса дневной формы обучения строительного факультета.
В общей сложности участие в эксперименте, на различных этапах, приняло около 1200 студентов КрасГАСА.
Апробация результатов исследования: основные положения настоящего исследования докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры информатики и вычислительной техники Красноярского государственного педагогического университета (2002 - 2006 гг.), на научно-методических семинарах кафедры физики Красноярской архитектурно-строительной академии (2000 - 2006 гг.), а также на Международном форуме «Новые инфокоммуникационные технологии: достижения, проблемы, перспективы» (Новосибирск, 2003 г.), на XIX, XXI, XXII, XXIII, XXIV региональных научно-технических конференциях «Проблемы архитектуры и строительства» (Красноярск, 2001, 2003, 2004, 2005, 2006 гг.), 1 и II Межрегиональных научно-практических конференциях с международным участием (Красноярск, КГПУ, 2005,2006 гг.) и др.
По теме исследования опубликовано 20 работ (в том числе 3 статьи, 16 публикаций в сборниках материалов конференций, 1 учебно-методическое пособие). Общий объем публикаций - 8,19 п.л., в том числе лично автора -4,71 п.л.
Структура диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и приложений.
Учебный процесс по физике в инженерно-строительных вузах в современных условиях
Изменения, произошедшие за последние десятилетия в жизни страны, привели к коренному изменению социальной ситуации. Появились другие цели развития общества, другие ценности в жизни каждого индивида.
Современное российское образование находится в состоянии реформирования. Социальные изменения привели к изменению целей обучения, изменению приоритетов в преподавании предметов. Изменения в образовании коснулись преподавания физики в большей степени, чем других учебных дисциплин. В традиционном советском образовании в школе и в вузе физика занимала особое место. Научные открытия и технические достижения 40-х - 70-х годов XX века сделали физику важнейшей наукой в понимании общества. Традиционное обучение признавало ведущую роль физики в формировании естественнонаучного атеистического мировоззрения. Признавалась большая роль знаний и методов физики в высшем и среднем образовании. «Что было однозначно хорошо в российской средней школе - это поставленное естественнонаучное образование. Это ... история так распорядилась, что после революции из школьного содержания «ушли» многие дисциплины, связанные с религией, древними языками и пр. их место заняли естественнонаучные знания. Очень интенсивно развивалась физика, химия, потом биология и география» (Рыжаков М.В.). Социальные изменения в жизни общества и в образовании привели к изменению места физики как науки и как учебной дисциплины. Уровень знаний по физике у абитуриентов, поступающих в вузы, заметно снизился. Вступительный экзамен по физике отменен на многие специальности в технических вузах и университетов. Так в 2006 году вступительный экзамен по физике не сдавали абитуриенты, поступающие на физический факультет Красноярского государственного университета. Число часов, отводимых на изучение курса физики в вузе, сократилось. Изменение учебных программ физики и других дисциплин нарушило межпредметные связи. Немало возникло проблем технического характера, связанных с обеспечением лабораторного практикума и т.д. По мнению многих педагогов ситуация с преподаванием физики критическая (в особенности в технических вузах). «Совсем недавно физико-математические науки были фундаментом естественных наук. Ныне физику «разжаловали». У нас теперь есть математические и естественнонаучные дисциплины. Физику поставили в один ряд с геологией, географией, биологией,...» - Спирин Г.Г., исполнительный директор ассоциации кафедр физики технических вузов [152]. «Физика - область знания сложная для изучения, она одна из тех немногих учебных дисциплин, которые формируют научное мышление. Невнимание к ней со стороны государства неизбежно приведет к тому, что появится поколение легковесных инженеров, не обученных серьезно думать. Физика - хороший тренажер для технического ума, тем более ума молодого. Упущенное сегодня неизбежно отразится в последующем» - Алферов Ж.И. [3].
Изменение роли физики в системе обучении не единственная проблема. Новая ситуация предъявляет новые требования к специалисту. Информационная революция, стремительное устаревание знаний с одной стороны делает традиционное, ориентированное на знания, обучение неэффективным при подготовке специалиста. Знаниевая парадигма преподавания сменилась на практическую. Гуманистические тенденции развития общества, свобода, личная инициатива, креативность, с другой стороны, требуют, чтобы образование было открытым и личностно 15 ориентированным, дающим возможности для творчества. В этих условиях проблема качества обучения физике в инженерно-строительном вузе становится весьма актуальной. Необходимо, чтобы курс физики, с одной стороны обеспечивал высокий уровень фундаментальных знаний, необходимых для изучения специальных учебных дисциплин, с другой -соответствовал новым требованиям гуманизации, открытости, становился практико-ориентированным.
Если в содержательной части курс физики не претерпел серьезных изменений, то в условиях информатизации при его преподавании должны быть широко использованы современные педагогические и компьютерные технологии.
В обучении курсу физики в новых условиях необходимо использовать возможности информационных и коммуникационных технологий, ориентируя обучение на учет индивидуальных особенностей и творческих способностей обучаемых. В этом направлении в преподавании физике имеются большие возможности для изменения. Новые педагогические и информационные технологии призваны дать физике раскрыть ее потенциал в новых образовательных условиях.
Исследованию эффективности применения новых информационных и педагогических технологий посвящены работы различных авторов. Вопросам теории и методики применения информационных технологий в обучении физике посвящены работы Э.В. Бурсиан [19, 24], ГЛ. Бордовского [19], А.С. Кондратьева [77], В.В. Лаптева [77] и др.
Частным вопросам применения информационных и коммуникационных технологий посвящены диссертационные исследования: АрхиповоЙ А.И. [8], Гомулиной Н.Н. [40], Горбуновой И.Б. [], Демина Е.В. [48], Ездова А.А. [54], Еслямовой У.Б. [57], Исаева Д.А. [68], Капустиной Т.В. [71], Медведева О.Б. [99], Назарова А.И. [105], Нуркаевой И.М. [111], Пичугина Д.В. [124], Сухлоева М.П. [155], Сельдяева В.И. [142], Ходанович А.И. [169] и др. Вопросам индивидуализации и дифференциации в обучении физике посвящены диссертационные работы; Ариас Е.А. [5], Борисовой Ю.В. [20], Дергачевой А.Ф., Дзерановой А.Л., Дружининой О.М., Дядиченко Е.А., Залезной Т.А. [61], Михайловой В.В., Рулева М.А., Рукмана В.Б. [139], Рыковой Е.В., Федоровой Н.Б. [166] и др.
Вопросам совместного применения личностно-ориентированных и информационных технологий посвящены диссертационные работы: Вьюновой ТЛО. [33], Веденеевой Е.А. [27], Клевицкого В.В. [75], Кудрявцева А.В. [80].
Роль информационных технологий в обучении студентов физике
На сегодняшний день компьютер стал неотъемлемой частью образовательного процесса в целом и по физике в частности. Так в официальном перечне принадлежностей и лабораторного оборудования типового школьного кабинета физики значится компьютер [106]. Техническая и программная составляющая процесса использования компьютера в обучении претерпели качественные изменения: от программируемых калькуляторов используемых для решения задач по физике, до компьютерных сетей учебных заведений и мультимедийных программных продуктов на CD, DVD и в сети Интернет. Одним из важнейших направлений Федеральной программы развития образования на 2000-2005 г., Федеральной целевой программы развития образования на 2006-2010 годы и Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года является «развитие, разработка и реализация информационных образовательных технологий и методов обучения, в том числе и дистанционных» [192, 194]. Необходимость использования компьютерной технике для преподавания стала аксиомой. По на практике применение носит зачастую бессистемный, а порой и формальный характер.
Общим вопросам использования информационных и коммуникационных технологий в обучении посвящены работы Б.С. Гершунского [35, 36], Л.Х. Зайнутдиновой [60], МЛ. Лапчика [85], В.Р. Майера [90], Д.Ш. Матроса [92-95], Е.И. Машбица [98], Н.И. Пака [118], Е.С. Полат [ПО], И.В. Роберт [130-132] и др. Вопросам теории и методики применения компьютерных средств в обучении физике посвящены работы Л.И. Анциферова [4], Г.А. Бордовского [19], Э.В. Бурсиан [19, 24], В.А. Извозчикова [66], А.С. Кондратьева [77], В.В. Лаптева [77] и др. Частным вопросам методики преподавания посвящены диссертационные исследования Архиповой А.И. [8], Гомулиной Н.Н [40]., Демина Е.В. [48], Ездова А.А. [54], Еслямовой У.Б. [57], Исаева Д.А. [68], Назарова А.И. [105], Иуркаевой И.М. [111], ПичугинаД.В. [124], Капустиной Т.В. [71], Медведева О.Б. [99], Сухлоева М.П. [155], Сельдяева В.И. [142], Вьюновой ТЛО. [33], Веденеевой Е.А. [27], Клевицкого В.В. [75], Кудрявцева А.В. [80], Смирнова А.В. [147], Ходановнч А.И. [169] и др.
Исследование Гомулиной И.Н. [40] посвящено применению новых информационных технологий и мультимедийных курсов в школьном физическом и астрономическом образовании. Исследование Еслямовой У.Б. [57] посвящено комплексному использованию компьютерных средств обучения и традиционных средств ТСО. Исследование Нуркаевой И.М. [111] посвящено методике организации самостоятельной работы учащихся школ с компьютерными моделирующими программами на занятиях по физике. Исследование Ездова А.А. [54] рассматривает комплексное использование информационных и коммуникационных технологий в физике при компьютерное моделировании. Компьютерному моделированию посвящены также работы Исаева Д.А. [68] В исследовании Горбуновой И.Б. физические модели рассмотрены как средство повышения операционности знаний по физике.
В исследовании Медведева О.Б. [99] рассматриваются глобальные компьютерные телекоммуникации в работе учителя физики. Развитию исследовательских умений учащихся при использовании компьютера при выполнении лабораторных работ на уроках физики посвящена работа Сельдяева В.И. [142]. Исследование Демина Е.В. [48] посвящено использованию виртуального лабораторного практикума при изучении квантовой физики.
Методике организации учебного эксперимента с помощью компьютера как средство индивидуализации обучения посвящено исследование Клевицкого В.В. [75]. Использование компьютерных средств обучения для индивидуализации обучения исследовались в диссертационной работе Кудрявцева А.В. [80]. В работе Вьюновой Т.Ю. [33] индивидуализация заключается в индивидуальном обучении с помощью компьютерного комплекса обучающих тестов для обучения решению задач, а в работе Веденеевой Е.А. [27] рассмотрена индивидуализация в условиях дистанционного обучения. В исследовании Дергачевой А.Ф. индивидуализация заключалась в вариативности домашних заданий, часть которых выполнялась на компьютере.
Процесс использования компьютерной техники в обучении в разное время и разными авторами именовался: компьютеризация, информатизация, применение компьютерных технологий, новых информационных технологий (ПИТ), информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), телекоммуникационных и мультимедийных технологий. Каменецкий СЕ. определяет новые информационные технологии как «технологии обработки, передачи, распространения и представления информации с помощью ЭВМ» [160]. По мнению Селевко Г.К. эти технологии следует называть компьютерными технологиями [141]. Аппаратные и программные средства, необходимые для реализации этих технологий, называют - средствами новых информационных технологий - СПИТ. Панюкова СВ. [119] под средствами информационных и коммуникационных технологий понимает «комплекс технических, программно-аппаратных, программных средств, систем и устройств, функционирующих на базе средств вычислительной.техники; современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающих автоматизацию ввода, накопления, хранения, обработки, передачи и оперативного управления информацией» [119, С.7]. К аппаратным средствам информационных и телекоммуникационных технологий относятся: ПЭВМ, периферийное оборудование, средства технологии мультимедиа и систем «виртуальная реальность», системы машинной графики и искусственного интеллекта; средства коммуникации (сетевое оборудование, программные комплексы, телефонные линии, волоконно-оптические и спутниковые каналы связи и пр.) и их инструментарий [119].
Информационная индивидуально-ориентированная предметная среда по физике
В Главе 1 мы пришли к выводу, что методика обучения курсу физики должна проектироваться в рамках информационной индивидуально-ориентированной предметной среды (ИИОПС) по физике. Среда является необходимым условием реализации индивидуального подхода в обучении с применением информационных технологий и призвана обеспечить повышение качества обучения.
Такая методика:
1. Обеспечивает возможность реализовывать индивидуальные образовательные траектории в обучении курсу физики за счет разноуровневых заданий.
2. Делает обучение систематичным. За счет внедрения рейтинга и компьютерного тестирования на различных этапах обучения.
3. Неразрывно связывает средства обучения в единой информационной индивидуально-ориентированной предметной среде. Основной элемент которой - учебно-методический комплекс (УМК).
4. Обеспечивает возможность развития творческих способностей студентов. За счет индивидуальных творческих заданий и проектной деятельности, включающей учебно-исследовательскую (УИРС) и научно-исследовательскую работу (ПИРС).
5. Позволяет использовать в обучении нелинейные дистанционные
114 средства обучения и предусматривать совершенно иную роль преподавателя в обучении, по сравнению с традиционным обучением. Говоря о структуре ИИОПС по физике, мы последовательно рассмотрим ее основные элементы:
УМК;
Систему компьютерного тестирования;
Рейтинговый блок;
Систему разноуровневых заданий.
Модель учебно-методического комплекса (УМК) по предмету Основным содержательным компонентом информационной индивидуально-ориентированной предметной среды является учебно-методический комплекс дисциплины (УМК). По мнению Н.И. Пака, УМК является основным средством организации учебного процесса в новых условиях для любых форм обучения: очной, заочной, дистанционной [118]. УМК в наиболее полном варианте должен содержать все необходимые учебные материалы по изучаемому курсу [118,55,154 и 84]:
- рабочую программу по курсу;
- материалы содержания по каждому учебному модулю дисциплины (электронный вариант лекций);
- практикум для выработки умений и навыков применения теоретических знаний;
- виртуальный лабораторный практикум;
- методические материалы по организации самостоятельной работы но каждому виду учебной деятельности (выполнению задач, заданий и лабораторных работ);
- электронные учебники;
- вопросы для подготовки к экзаменам;
- варианты контрольных работ;
- комплекс тестовых заданий для самоконтроля;
- систему рейтинговых оценок контролирующих мероприятий;
- темы проектов, рефератов и курсовых работ
- справочный материал (таблицы основных констант, формулы, глоссарий основных терминов; ссылки на Интернет-ресурсы);
- методические разработки по активным методам проведения компьютерных учебных занятий (дискуссии, деловые игры, телеконференции и др.)
- форум или чат; і
- электронная доска объявлений.
УМК может быть оформлен как сайт и размещен на сервере вуза, В этом случае на сайте может быть организован форум или чат, и электронная доска объявлений. Доска объявлений позволяет осуществлять управление учебной деятельностью студентов. Это особенно важно, для дистанционного обучения. Форум дает дополнительные возможности для педагога и студентов. Для студентов - это возможность задавать вопросы высказать свое мнение о УМК. Педагог получает обратную связь. Вопросы и мнения студентов позволяют оценить эффективность УМК и корректировать его компоненты.
Учебно-методические комплексы являются полезным информационным ресурсом, как для студентов, так и для преподавателей. Они служат основным средством организации учебного процесса в условиях информационно-образовательной предметной среды для любых форм обучения: очной, заочной, дистанционной.
