Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ 12
1. Анализ научно-педагогической литературы и методических подходов к подготовке учителей физики в области информатики и ИКТ. 12
2. Анализ педагогической целесообразности использования информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения физики 21
3. Требования к информационной подготовке учителя физики 41
4. Основные направления совершенствования информационной
подготовки будущих учителей физики 47
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1 76
Глава 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ 80
1. Структура и содержание информационной подготовки 80
2. Реализация метода проектов в условиях личностно ориентированного подхода к информационной подготовке. 95
3. Организационные формы и методы информационной подготовки... 119
4. Экспериментальная апробация специального курса информатики «Основы объектно-ориентированного программирования педагогических приложений по физике» для студентов педагогического вуза специальности «Физика» 133
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 170
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 173
БИБЛИОГРАФИЯ 178
ПРИЛОЖЕНИЯ 203
- Анализ научно-педагогической литературы и методических подходов к подготовке учителей физики в области информатики и ИКТ.
- Анализ педагогической целесообразности использования информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения физики
- Структура и содержание информационной подготовки
Введение к работе
Актуальность исследования. В условиях информатизации общества и образования учебный процесс переходит на качественно новый уровень. Современный учитель должен быть подготовлен к профессиональной деятельности не только в предметной области, но и в области информатики, информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Опираясь на определения, представленные в работах Козлова О. А., Михайлова Ю. Ф., Полякова В. П., Харченко Р. А. и др., под информационной подготовкой учителя физики будем понимать обязательную составляющую образовательного процесса, направленную на подготовку в области информатики и ИКТ с целью: 1) осуществления информационной деятельности и информационного взаимодействия как между участниками образовательного процесса, так и между пользователями и интерактивным средством, функционирующим на базе ИКТ; 2) программирования педагогических приложений (ПП) по школьному курсу физики и реализации на их основе в условиях информатизации образования авторской методики преподавания физики в школе. При этом под информационной деятельностью будем понимать деятельность по сбору, обработке, использованию, продуцированию, передаче, тиражированию информации как в учебной, так и в профессиональной деятельности при условии реализации возможностей современных ИКТ (Захарова Т. Б., Роберт И. В. и др.).
Современная информационная подготовка предполагает, что учителя физики должны приобрести знания об основных понятиях и методах информатики, умения и навыки работы с информацией и различными средствами информационных и коммуникационных технологий. Кроме того, при изучении физики в школе должны быть реализованы компьютерное моделирование объектов, процессов и явлений физического мира; физические и компьютерные эксперименты, в том числе и такие, которые невозможно выполнить в реальном режиме времени; программы расчета результатов эксперимента, решения учебных практических задач; визуализация учебной инфор-
мации. Перечисленные выше возможности средств ИКТ могут быть реализованы в электронных средствах образовательного назначения (ЭСОН). Однако большая часть существующих ЭСОН предназначена для самостоятельного изучения и не предполагает работы с ними в классе, учебный материал не разделен на отдельные уроки и конкретные тематики, не выполнена разбивка по учебным четвертям и классам. Структура и содержание данных программных продуктов не предусматривают адаптацию под профиль школ, уровень начальных знаний школьников, их личностную ориентацию; модификацию с учетом требований учителя физики для реализации собственной методики обучения. Вследствие этого перед учителем возникает необходимость программирования педагогических приложений (ПП) по физике как дополнения к существующим ЭСОН, представляющих собой как отдельные модули, так и целые программные продукты, учитывающие особенности авторских методик преподавания физики в школе, контингент обучаемых, их начальный уровень знаний, специфику обучения в конкретных условиях каждой школы.
Таким образом, специфика предмета физики определяет необходимость совершенствования подготовки учителей физики в области информатики и ИКТ, направленной на осуществление информационной деятельности и информационного взаимодействия между участниками образовательного процесса и программирование педагогических приложений.
Вопросам развития содержания и методики обучения информатике, информационным и коммуникационным технологиям в системе непрерывного образования посвящены работы Бешенкова С. А., Босовой Л. Л., Гейна А. Г., Добудько Т. В., Жданова С. А., Козлова О. А., Кузнецова А. А., Лавиной Т. А., Лапчика М. П., Павлова А. А., Пака Н. И., Пшуковой М. М., Роберт И. В., Румянцева И. А., Хеннера Е. К., Шухмана А. Е. и др.; вопросам информатизации профессионального образования - исследования Данилюка С. Г., Полякова В. А., Панюковой С. В., Роберт И. В., Софроновой Н. В. и др. Теоретическая и практическая подготовка будущих педагогов-предметников к
использованию и созданию средств ИКТ в учебном процессе рассмотрена в работах Баженова Р. И., Босовой Л. Л, Брановского Ю. С, Бубнова В. А., Дашниц Н. Л., Калины А. Н., Панюковой С. В., Романенко Ю. А., Софроно-ваН. В., Шоленковой С. П. и др. Вопросам информационной подготовки учителей физики и применения информационных и коммуникационных технологий в процессе изучения физико-математических дисциплин посвящены исследования Акуленко В. Л., Александровой Н. В., Андреевой Е. В., Богуславского А. А., Босовой Л. Л., Гужвенко Е. И., ИзвозчиковаВ. А., Корж Т. А., Мартиросян Л. П., Никитиной Г. В., Панюковой С. В., Поршнева С. В., Ревунова А. Д., Роберт И. В., Тяжельниковой О. Ю., Фалиной И. Н. и др.
При этом в педагогических исследованиях явно недостаточно рассмотрены вопросы, связанные с совершенствованием информационной подготовки будущих учителей физики посредством внедрения курса информатики, позволяющего обобщить и расширить знания, умения и навыки студентов в области информатики и ИКТ, практически не реализовано обучение программированию и использованию педагогических приложений по школьной физике. При этом целесообразна интеграция дисциплин предметной и информационной подготовки студентов педагогического вуза, обеспечивающая совершенствование профессиональной деятельности будущих учителей физики в условиях современного этапа информатизации образования.
Таким образом, неразрешенными остаются следующие противоречия:
между дидактическим потенциалом педагогических приложений по физике, обеспечивающих моделирование физических объектов, процессов и явлений, демонстрацию физических опытов и экспериментов, автоматизацию расчетов результатов физического эксперимента, тестирование и решение физических задач и пр., и отсутствием методических подходов к подготовке учителей в области их реализации средствами информатики и программирования;
между возможностями языков объектно-ориентированного программирования, позволяющими создавать различные типы педагогических при-
ложении, ориентированных на реализацию авторских методик преподавания и обеспечивающих осуществление информационной деятельности и информационного взаимодействия между участниками образовательного процесса, и отсутствием специальных курсов информатики, обеспечивающих практическую подготовку учителей физики в этой области.
Вышеперечисленные противоречия определяют проблему исследования.
Цель исследования: теоретически обосновать и разработать структуру, содержание и методические подходы к преподаванию курса информатики «Основы объектно-ориентированного программирования педагогических приложений по физике» для студентов педагогического вуза специальности «Физика», направленного на совершенствование информационной подготовки будущих учителей физики.
Объект исследования: процесс подготовки будущих учителей физики к осуществлению информационной деятельности и информационного взаимодействия между участниками образовательного процесса и интерактивным средством, функционирующим на базе ИКТ, и к программированию педагогических приложений.
Предмет исследования: методические аспекты совершенствования информационной подготовки будущих учителей физики в рамках курса информатики по программированию педагогических приложений.
Гипотеза исследования: если методические подходы к подготовке будущих учителей физики в области осуществления информационной деятельности, информационного взаимодействия между участниками образовательного процесса и интерактивным средством, функционирующим на базе средств ИКТ, и создания педагогических приложений по школьному курсу физики строить на основе изучения объектно-ориентированного программирования в области визуального программирования, создания и управления базами данных, создания динамических web-страниц, взаимодействия авторских проектов и Windows - приложений, то это обеспечит совершенствова-
ниє информационной подготовки будущих учителей физики в области реализации авторских методик на основе средств информационных и коммуникационных технологий.
В соответствии с целью и гипотезой исследования были определены следующие задачи исследования:
Провести анализ научно-педагогической литературы, методических подходов к информационной подготовке учителей физики и педагогической целесообразности использования информационных технологий в процессе обучения физике.
Разработать требования к информационной подготовке учителя физики и выделить основные направления совершенствования информационной подготовки будущих учителей физики.
Разработать и обосновать структуру и содержание курса информатики «Основы объектно-ориентированного программирования педагогических приложений по физике», направленного на совершенствование информационной подготовки студентов педагогического вуза специальности «Физика».
Разработать методику преподавания курса информатики «Основы объектно-ориентированного программирования педагогических приложений по физике», реализующую личностно ориентированный подход с помощью метода проектов.
Провести экспериментальную проверку эффективности предложенного подхода к совершенствованию информационной подготовки будущих учителей физики.
Методологической основой исследования явились работы в области психологии, педагогики и философии Бабанского Ю. К., Беспалько В. П., Блинова В. М., Выготского Л. С, Гальперина П. И., Давыдова В. В., Дж.Дьюи, Зинченко В. П., Килпатрика В. X., Краевского В. В., Леонтьева А. Н., Лернера И. Я., Орлова В. И., Реймана Л. Д., Рубинштейна С. Л., СкаткинаМ. Н., Талызиной Н. Ф., Ушинского К. Д., Фридмана Л. М., Шрейдера Ю. А., Эль-конина Д.Б. и др.; в области теории и практики информатизации образования
Ваграменко Я. А., Козлова О. А., Колина К. К., Кречетникова К. Г., Кузнецова А. А., Лапчика М. П., Павлова А. А., Пака Н. И., Панюковой С. В., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Соколовой И. В., Софроновой Н. В., Филатова О. К., Щербакова И. А., Шолоховича В. Ф. и др.; в сфере подготовки учителей в области информатики, информационных и коммуникационных технологий Баженова Р.И., Брановского Ю. С, Ваграменко А. Я., Дашниц Н. Л., Денисовой А. Л., Жариковой Р. А., Жданова С. А., Ивановой А. П., Клюевой О. А., Козлова О. А., Кондратовой П. Ф., Костенко И. Е., Кузнецова А. А., Кузнецова Э. И., Лавиной Т. А., Лапчика А. П., Луньковой Е. Ю., Мартиросян Л. П., Мельникова В. Е., МигуноваВ А., Могилева А. В., Панюковой С. В., Петрова А. В., ПетряковаП.А., Рагулиной М. И., Роберт И. В., Сметанникова А. Л., Софроновой Н. В., Хеннера Е. К. и др.; в области исследования гуманизации и личностной ориентации образования Бим-Бад Б. М., Бондаревской Е. В., ЗеераЭ. Ф., Панюковой С. В., Петровского А. В., Роберт И. В., Серикова И. С, Якиманской И.С. и др.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
теоретический анализ и обобщение литературы по психологии и педагогике, по информатике и теории педагогического эксперимента;
изучение и анализ передового опыта преподавания информатики и информационных и коммуникационных технологий, объектно-ориентированного программирования;
наблюдение, беседы, анкетирование;
педагогический эксперимент;
- обработка и теоретический анализ результатов эксперимента.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят:
- в научно-методическом обосновании необходимости совершенствова
ния информационной подготовки будущих учителей физики в области ин
формационной деятельности и информационного взаимодействия между
участниками образовательного процесса и интерактивным средством, функционирующим на базе ИКТ, программирования педагогических приложений;
в разработке требований к информационной подготовке будущих учителей физики, включающих в себя перечень знаний, умений и навыков в области общих положений информатики, информационных и коммуникационных технологий и программирования педагогических приложений;
в выявлении основных направлений совершенствования информационной подготовки будущих учителей физики в области формирования знаний о реализации возможностей средств информатики и ИКТ в процессе изучения физики в школе;
в разработке и обосновании структуры и содержания курса программирования педагогических приложений по физике в объектно-ориентированной среде, направленного на совершенствование информационной подготовки студентов педвузов по специальности «Физика», в определении организационных форм и методов изучения этого курса.
Практическая значимость результатов исследования состоит в разработке учебной программы и методики изучения курса информатики «Основы объектно-ориентированного программирования педагогических приложений по физике» для студентов педагогического вуза по специальности «Физика», отвечающего целям, задачам и специфике содержания предметной области, включающего в себя тематическое планирование учебных занятий, теоретический и справочный материал, практические задания, список индивидуальных проектных работ по созданию педагогических приложений. Курс может быть использован на практике при обучении студентов педагогических вузов по специальности «Физика», в системе дополнительного образования, на курсах повышения квалификации для учителей физики.
Опытно - экспериментальной базой послужили Рязанский государственный университет им. С. А. Есенина и школы № 11, № 52, № 65 г. Рязани.
Апробация результатов исследования. Результаты исследования обсуждались и были одобрены в Рязанском государственном педагогическом
университете (РГПУ) на заседаниях кафедры информатики и вычислительной техники (1996 - 2002 гг.), кафедры информатизации образования и методики информатики (2002 - 2004 гг.); в Институте информатизации образования РАО (2003, 2004 гг.). Основные теоретические и практические результаты докладывались и обсуждались на международных, региональных конференциях и семинарах: «Современные информационные технологии в образовании» (Рязань, РИРО, 2002 г.), «Реализация национально-регионального компонента в содержании образования» (Рязань, 2002 г.), «Проблемы развития личности. Личность в современных исследованиях» (Рязань, 2002, 2003 гг.), «Образование и наука в третьем тысячелетии» (Алтайский экономико-юридический институт, Барнаул, 2002 г), «Информационные технологии в общем профессиональном и дополнительном образовании» (РАО, Институт информатизации образования, Москва, 2003 г.), «Интеграция учебной, научной и воспитательной деятельности высшего учебного заведения - основа качественной подготовки специалиста» (Рязанские педагогические чтения, Рязань, 2003 г.), «Методические проблемы использования информационных и телекоммуникационных технологий в учебно-воспитательном процессе» (Рязанские педагогические чтения, Рязань, 2004 г.), «Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании» (Калининград, 2004 г.), «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (Чебоксары, 2004 г.), «Новые информационные технологии и системы» (Пенза, 2004 г.).
Результаты диссертации внедрены в учебный процесс физико-математического факультета Рязанского государственного педагогического университета (РГПУ) им. С. А. Есенина (акт о внедрении от 7.10.2003).
Обоснованность и достоверность полученных результатов исследования обеспечивается опорой на современные результаты психолого-педагогических и методических исследований, согласованностью полученных выводов с основными положениями концепции информатизации образования и результатами авторского педагогического эксперимента, прове-
# денного в Рязанском государственном педагогическом университете с 1996
по 2004 г.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Выполнение требований в области реализации различных видов ин
формационной деятельности; организации информационного взаимодейст
вия между участниками учебного процесса и интерактивным средством,
функционирующим на базе средств ИКТ в области моделирования физиче
ских объектов, процессов и явлений; автоматизации расчетов при решении
щ физических задач; построения графиков протекания физических процессов,
явлений; автоматизации процессов тестирования и контроля знаний определяет методические подходы в аспекте реализации основных направлений совершенствования информационной подготовки будущих учителей физики.
2. Структура, содержание информационной подготовки и методические
подходы к ее осуществлению на основе объектно-ориентированного про
граммирования обеспечивают формирование знаний и умений по созданию
педагогических приложений по школьному курсу физики, их применению и
. интеграции с программным обеспечением общего пользования и с электрон-
ными средствами образовательного назначения.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 302 источника, и пяти приложений.
Анализ научно-педагогической литературы и методических подходов к подготовке учителей физики в области информатики и ИКТ.
Состояние современного образования характеризуется расширением использования в учебном процессе возможностей различных средств информационных и коммуникационных технологий. Внедрение ИКТ способствует интенсификации образовательного процесса, создает предпосылки для разработки методик, ориентированных на развитие интеллекта обучаемого, на самостоятельное извлечение и представление знаний, на продуцирование информации. Этот процесс влечет за собой необходимость в постоянном повышении профессионального уровня как отдельного человека, так и групп специалистов и целых коллективов. Профессиональная деятельность учителя физики в условиях экспоненциального развития и усложнения информационных и коммуникационных технологий претерпевает значительные изменения и требует совершенствования в области информатики и информатизации образования. Разработкой вопросов внедрения средств информационных технологий в среднюю школу занимались в разные годы многие ученые. Однако основное внимание уделялось вопросам использования ИТ непосредственно для изучения языков программирования и управления общим учебным процессом, и только в последнее время методисты вплотную приступили к разработке вопросов применения ИТ при обучении отдельным предметам, в том числе физике.
Вопросу информационной подготовки учителя физики посвящены работы таких известных исследователей, как Извозчиков В. А., Ревунов А. Д. [94]. Авторами рассматриваются «принципы компьютерного обучения» и принципы использования ЭВМ на занятиях по физике, рассмотрены описание кабинета физики, оборудованного вычислительной техникой, и методика использования вычислительной техники на уроках физики. При этом отмечается, что машина не может полностью заменить учителя, но позволяет освободить его от ряда утомительных функций: от отработки элементарных умений и навыков и проверки знаний. Авторы отмечают, что наиболее целесообразно применять средства ИКТ в следующих случаях:
- диагностическое тестирование качества усвоения материала, что позволит учителю проклассифицировать допущенные ошибки;
- тренировочный режим для отработки элементарных умений и навыков после изучения темы;
- обучающий режим, когда усвоение новой темы производится посредством последовательного показа «кадров», причем содержание каждого последующего кадра зависит от степени усвоения предыдущего;
- работа с отстающими учениками в целях повышения интереса к процессу обучения;
- самообучение, когда учащиеся пропустившие занятия, самостоятельно восполняют пробелы в знаниях;
- моделирование сложных процессов, что позволяет «овеществлять» и «визуализировать» научные модели, описываемые с помощью математических уравнений, графической иллюстрации изучаемого материала и решения графических задач;
- автоматизация обработки данных психологического тестирования, позволяющих учителю получить исчерпывающую информацию о личности учащегося.
В ряде работ приводятся следующие рекомендации по применению компьютеров: 1) использовать машины лишь в тех случаях, когда они являются дополнением к реальным экспериментам, помня о том, что только работа с приборами дает учащимся необходимые для практики умения и навыки; 2) моделировать физические процессы целесообразно в тех случаях, когда эксперимент нельзя провести, используя оборудование кабинета физики, или это запрещают условия безопасного труда; 3) дозировать работу с использованием дисплеев, чтобы не перегружать органы зрения и нервную систему учащихся при рассматривании мерцающих экранов и в условиях эмоционального напряжения; 4) осуществлять контакт учащегося с компьютером под руководством преподавателя, но при рациональном выделении времени для самостоятельного общения, т.е. «интимного» функционирования системы «учащийся-компьютер»; 5) усложнять работу с ЭВМ постепенно; 6) планомерно и систематически знакомить учащихся в курсе физики с принципами работы и физическими основами ЭВТ, а также распределить темы информатики и между другими предметами, например, «системы счисления» и «логика» (математика), «информатизация общества» (история), изучение технической терминологии (русский и иностранные языки); 7) систематически показывать значение ВТ в энергетике, космической технике, эксперименте, экологических, гео - и астрофизических проблемах, в химии, биологии, физике и технологии; 8) показывать учащимся влияние компьютеров на развитие общества и изменение характера рабочих мест (переход на творческие, интеллектуальные виды труда).
Анализ педагогической целесообразности использования информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения физики
Одним из наиболее популярных пакетов является «Живая Физика». Этот пакет, под исходным названием Interactive Physics, разработанный фирмой Knowledge Revolution, русифицирован Институтом новых технологий образования и представляет собой виртуальную лабораторную среду для проведения микроисследований и наглядного ознакомления с сущностью физических процессов.
Рабочее окно программы представляет собой некий виртуальный мир, для которого можно при желании менять те или иные физические характеристики: тяготение (вертикально направленное сверху вниз или планетарного типа, когда тяготеющими являются сами размещенные в рабочем поле объекты), сопротивление среды, электростатические и магнитные поля, а также прочие поля сил (например, можно задать ветер определенного направления и интенсивности). Причем для этих характеристик можно установить любое желаемое значение из некоторого диапазона или же выбрать некие стандартные установки (например, значения ускорения свободного падения на Земле и Луне). Затем, пользуясь инструментами из расположенной слева палитры, можно рисовать простейшие модельные объекты — бруски, диски, пружины, тросы, а также обозначать оси (шарниры), расставлять действующие векторы сил и фиксировать желаемые объекты или их определенные точки в пространстве рабочего поля. Далее для каждого из объектов можно задать ряд соответствующих физических характеристик: для тел — упругость и силу трения, для пружины — коэффициент упругости и длину и т. д.; для объектов можно также выбрать из списка один из предложенных материалов с автоматической подстановкой соответствующих значений параметров. И, наконец, достаточно щелкнуть мышью на кнопке «Старт» (на панели инструментов или на рабочем поле, если такая кнопка там заблаговременно размещена), чтобы созданный виртуальный мир пришел в движение в полном соответствии с заданными характеристиками среды и объектов. То же самое делается и с помощью одной из кнопок, расположенной в нижней части окна медиапанели. Вторая кнопка панели позволяет просмотреть ход эксперимента в обратном направлении, словно бы обратив время вспять. А если воспользоваться ползунком на медиапанели и кнопками справа от него, то можно просматривать ход эксперимента по шагам в прямом или обратном направлении, анализируя его в деталях. При желании можно остановить анимацию, привести все в исходное положение, изменить какие-либо характеристики и повторить эксперимент. Дополнительно можно проводить измерения любых реализуемых в созданном виртуальном мире величин и параметров, производить с ними различные вычисления, размещать в рабочем окне систему координат и строить в ней графики изменения исследуемых величин, а также использовать программу «Живая Физика» в качестве инструментальной среды для подготовки демонстраций и исследовательских заданий (виртуальных экспериментальных установок), для удобства размещая в рабочем окне управляющие кнопки, тексты пояснений и отдельные ползунки изменения тех или иных параметров среды или объектов.
Анализ представленного программного продукта показал, что экспериментальные установки, создаваемые при помощи пакета «Живая Физика», могут быть самыми разными — кинематическими, электростатическими и электромагнитными, гравитационными, молекулярными и атомарными; однако, не реализованы эксперименты с оптикой. Следует отметить также, что условия, в которых предполагается проводить эксперимент, не обязательно должны быть привычными, земными, при желании можно «перенести» свою экспериментальную установку в космос, на микромир или даже в параллельные миры с иными значениями физических констант (например, постоянной всемирного тяготения). Также эксперименты могут носить характер не только наблюдений, но и исследовательской зависимости поведения объектов от тех или иных параметров, в подборе знаний о которых помогает сама «Живая Физика», выдавая при необходимости соответствующие подсказки.
К достоинствам продукта следует отнести то, что на CD - диске «Живая Физика» содержится, кроме самой программы, учебно-методический комплект, включающий инструкцию пользователя по способам разработки и проведению виртуальных экспериментов, справочные сведения о заложенном в основу программы вычислительном методе и ряд готовых к применению компьютерных экспериментов, демонстраций и задач со связкой к существующим учебникам и задачникам по физике для VII - IX классов, а также с подробными методическими комментариями к ним.
Педагогическая целесообразность применения рассмотренного программного продукта определяется тем, что он содержит достаточно большой и структурированный набор учебной и методической информации, удобен в использовании, отвечает требованиям научности, интерактивности, индивидуального и дифференцированного подхода к процессу обучения. К недостаткам представленного продукта можно отнести отсутствие некоторых учебных тем, отсутствие деления на уроки в представлении учебной информации и недостаточный уровень возможности моделировании собственного представления материала.
Структура и содержание информационной подготовки
На основании требований, предъявляемых к структуре и содержанию совершенствования информационной подготовки будущих учителей физики ( 1.3), мы предлагаем специальный курс информатики «Основы объектно-ориентированного программирования педагогических приложений по физике» для физико-математического факультета.
Рассмотрим программу специального курса информатики, которая отвечает следующим требованиям:
- адекватность содержания обучения будущих учителей физики современному состоянию процесса информатизации и глобальной массовой коммуникации информационного общества;
- отражение основных компонент деятельности учителя физики в области использования современных средств информационных и коммуникационных технологий;
- обеспечение основы для разработки и создания ПП по физике и методики их применения в дальнейшей профессиональной деятельности;
- обеспечение основы для самостоятельного повышения уровня квалификации в использовании и разработке средств информационных технологий в процессе личностно ориентированного подхода к обучению.
Рабочая программа специального курса информатики в рамках получения дополнительной профессиональной подготовки учителя «Основы объектно-ориентированного программирования педагогических приложений по физике» предназначена для студентов физико-математического факультета педагогического университета отделения «Физика». Содержание и структура рабочей программы представлены в таблицах 1,2.
Каждый этап обусловлен педагогической и технической необходимостью для наиболее успешного выполнения подготовки студента педагогического вуза специальности «Физика» в области информационной деятельности, информационного взаимодействия между участниками учебного процесса и средством, функционирующим на базе средств ИКТ, программирования педагогических приложений по физике.
Первый этап изучения курса предусматривает повторение и расширение знаний, полученных обучаемыми при изучении дисциплин «Информатика», «Информационные системы» и «Методика информатики», предусмотренных ГОСТ ВПО. На данном этапе уровень обученности подразумевает, что учащиеся уже владеют базовыми знаниями об основных понятиях и методах информатики и информационных технологий. Целью обучения при этом становиться выравнивание общей подготовки группы студентов в области информационной деятельности, информационного взаимодействия между участниками учебного процесса и средством, функционирующим на базе средств ИКТ. В процессе выполнения лабораторных работ обучаемые изучают современные подходы к созданию педагогических приложений учителем-предметником. В рамках изучения первого подхода - использования универсальных программных пакетов - студенты знакомятся с новым программным обеспечением, отрабатывают навыки и умения по осуществлению различных видов информационной деятельности. При освоении второго подхода, заключающегося в использовании инструментальных программных пакетов для создания педагогических приложений, обучаемые получают подготовку в области информационного взаимодействия между участниками учебного процесса и средством, созданным ими и функционирующим на базе средств ИКТ. Наибольшие возможности будущему учителю физики предоставляет третий подход - программирование, который позволяет использовать возможности визуального программирования, создания и управления базами данных, создания динамических web-страниц, взаимодействия авторских проектов и Windows - приложений, что обеспечивает совершенствование информационной подготовки будущих учителей физики в области реализации авторских методик на основе средств информационных и коммуникационных технологий. Поэтому на последующих этапах изучения предложенного курса информатики основное внимание уделялось именно этому подходу.
На втором этапе, когда начальный уровень подготовки студентов выравнивается, переходим к разработке и созданию простейших модулей ПП: тестирующих, моделирующих и обучающих программ, электронных лекций, лабораторных и экспериментальных практикумов по физике. При этом возникает необходимость в изучении новых для студентов знаний в области программирования, использования средств ИКТ (мультимедиа, сетевых ресурсов, графических, анимационных, текстовых процессоров, СУБД и т. п.).
На третьем (заключительном) этапе результатом деятельности обучаемых должна стать реализация учебного проекта педагогического приложения по школьном курсу физики и разработка методики проведения уроков с его помощью.
