14
А.И. Назаров, С.Д.â Ханин Ôèçè÷åñêîå îáðàçîâàíèå âóçàõ. Ò. 9, ¹ 4, 2003
Информационно образовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе А.И. Назаров, Петрозаводский государственный университет, 185640 г.Петрозаводск, пр. Ленина, 33, кафедра общей физики,
[email protected]
С.Д. Ханин Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, 191186 г. С.$Петербург, наб. реки Мойки, 48, 1, кафедра физической электроники,
[email protected] Изложена методология создания информационно$образовательной среды по курсу «Механика», основанная на возможностях информационно$коммуникативных технологий. Проведен анализ эффективности использования этой среды для обучения физике студентов регионального вуза.
На современном этапе общественного развития существенно расширились функции и возросла роль образования. Основной задачей в этих условиях стало формирование определенных ценностей и способов творческой деятельности личности, навыков адаптации в окружающей обстановке и умений самостоятельно получать необходимые знания. Главная цель образования – развитие личности, достигается через формирование и удовлетворение потребностей учащихся, в частности, потребности в овладении несколькими профессиями, получении дополнительного образования, освоении новых технологий для более продуктивной деятельности и т.п. В целях повышения эффективности использования человеческих, информационных, материальных и финансовых ресурсов государства правительство РФ разработало концепцию модернизации Российского образования [1]. В данной статье остановимся на проблеме повышения эффективности обучения физике, и подходах к ее разрешению, основанных на использовании возможностей информационно$образовательной среды (ИОС). Анализ эффективности проведем, используя праксеологический подход, примененный П.В. Зуевым к образованию в целом [2]. За основу возьмем следующее определение: эффективность – это мера достижения преподавателем и учащимися позитивного результата учебного процесса в ходе их совместной деятельности при рациональном использовании ресурсов этой деятельности и среды, в которой происходит процесс обучения.
Информационнообразовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе
15
Эффективное обучение физике предполагает организацию образовательного процесса, который основывается на особенностях данной науки и способствует достижению целей образования. Важным фактором достижения целей физического образования является необходимость совершенствования системы всех компонент учебного процесса, ориентированной на формирование и развитие личности. С этой точки зрения традиционный подход к обучению физике в вузе имеет ряд ограничений. Перечислим лишь некоторые из них: • общение преподавателя и студентов во время практической и экспериментальной работы строго регламентировано расписанием занятий и консультаций; • рост числа студентов и ограниченность аудиторного фонда затрудняют организацию продуктивной работы учащихся с разным уровнем подготовки по физике и математике и разными целевыми установками; • затруднена проверка результатов индивидуальной работы, в частности, решения задач, в виду непрерывного роста отношения числа студентов к числу преподавателей и объема заданий, выносимых на самостоятельную проработку; • имеют место трудности, связанные с организацией повторного проведения промежуточного и итогового контроля знаний, особенно для студентов младших курсов, изучающих такую сложную для понимания дисциплину как физика. С одной стороны, число попыток выполнения контрольных работ должно быть ограничено, а с другой – студентам желательно дать возможность самостоятельно разобраться в изучаемом материале, удовлетворив требованиям рабочих программ, или улучшить свой результат.
Ôîðìèðîâàíèå ÈÎÑ ïî êóðñó «Ìåõàíèêà» Решение перечисленных выше проблем обучения существенно упрощается при использовании потенциальных возможностей информационно$ коммуникационных технологий (ИКТ) и информационно$образовательных сред [3]. Рассмотрим механизмы формирования электронной ИОС по физике и эффективность обучения на ее основе на примере курса «Механика» [4]. ИОС по данному курсу включает в себя: содержательную часть, представленную в электронном виде и сформированную на базе разработанного комплекса дидактических материалов; результаты творческой деятельности преподавателя и учащихся по работе с этими материалами; механизмы и средства диалога между
16
А.И. Назаров, С.Д. Ханин
участниками образовательного процесса и программную оболочку, позволяющую организовать процесс обучения. Логика изложения учебного материала курса основана на классическом подходе к преподаванию физики, реализованному Е.И. Бутиковым и А.С. Кондратьевым в [5], и общефизических методологических принципах, использованных А.Д. Сухановым в [6]. Дидактические материалы, составляющие основу разработанной ИОС, обладают рядом характерных особенностей. При их подготовке авторы [4] исходили из того, что материалы должны: 1. Быть ориентированы на использование в электронных средах. Разработанное на их основе электронное учебное пособие не должно повторять учебник, выполненный на бумажном носителе, хотя их содержательная часть и структура излагаемого материала обязаны быть идентичными. Электронное пособие должно дополнять традиционный учебник, предоставляя студентам новые возможности в получении и обработке информации. Способы подачи материала и диалога между субъектами образовательного процесса должны быть разнообразными и предполагать использование возможностей ИКТ во всех формах обучения; 2. Быть направлены на достижение основных целей образования и обладать принципиально новыми качествами, обеспечивающими как индивидуализацию обучения, так и его коммуникативный характер, способствовать определению социальной значимости индивидуума на этапе учебы в вузе, выявлению способностей и склонностей учащихся; 3. Отражать специфику науки физики. С одной стороны, разрабатываемый курс должен быть достаточно строгим по изложению, подчеркивая фундаментальный и методологический характер физики, а с другой стороны, в нем должен прослеживаться экспериментальный характер данной науки и связь излагаемых положений с практической деятельностью человека, общества и явлениями природы. Информационное наполнение содержательной части ИОС по курсу «Механика» представлено в виде модулей. Модули, являясь логически завершенными частями, позволяют четко зафиксировать этапы обучения и организовать на их основе управление учебным процессом. Составные части модулей предлагают студентам различные виды деятельности. Как правило, каждый модуль включает в себя основные теоретические сведения, дополненные видеофрагментами лекционных демонстраций и виртуальными демонстрационными экспериментами, интерактивный опрос по теории, разбор решений практических примеров и типовых задач, задания для самостоятельной работы, задачи повышенной сложности и вопросы для коллективного обсуждения заданной темы в
Информационнообразовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе
17
компьютерной сети (на форуме), компьютерные лабораторные работы и дистанционные контрольные работы [4]. Содержательная часть курса сформирована на основе материалов разного уровня сложности. Обязательно присутствует базовый уровень, соответствующий требованиям образовательных стандартов, и углубленный (профильный), требующий от студентов более полных и системных знаний по предмету. Доступ к материалам разного уровня сложности и глубины изложения реализован с помощью набора гиперссылок и многовложенности, реализованной посредством системы программных меню. В частности, при отборе задач для студентов инженерных специальностей целесообразно ограничиться иллюстрацией применения общих и частных физических законов при решении прикладных вопросов, научить студентов решать типовые задачи разными методами, продемонстрировать методологические возможности физической науки. Задачи повышенной сложности, требующие комплексного подхода к рассматриваемым явлениям, самостоятельному (без наводящих вопросов и названий тем) выбору метода и физической модели для решения, анализ достоверности полученного результата можно оставить для дополнительного изучения. Содержательную часть модулей и их составных частей определяют авторы курса. Роль авторов в формировании электронной ИОС по курсу «Механика» сводилась к следующему: •
отбору теоретического материала и его четкому структурированию для дальнейшего использования в электронной ИОС;
• •
• • • •
поиску и изготовлению иллюстраций и анимаций по отдельным темам; подготовке перечня вопросов для самопроверки усвоения теоретических знаний с помощью компьютера и готовности к решению задач (аналогичные материалы разрабатываются для проведения входного дистанционного контроля знаний, необходимого для определения глубины и форм представления курса с точки зрения выбора адекватности и реальности целей обучения физике каждого студента); формированию задач для семинарских занятий и самостоятельного решения с акцентом на возможности их электронных форм представления; написанию сценариев компьютерных лабораторных работ и фрагментов лекционных демонстраций для создания мультимедийных приложений; составлению творческих заданий для работы в группах (на форуме) и подбору задач повышенной сложности для индивидуальной работы студентов; продумыванию форм организации и разработке сценариев групповой работы в информационных средах;
18
А.И. Назаров, С.Д. Ханин
•
формулировке заданий для создания компьютерных приложений к курсу;
•
сопровождению разработанной ИОС.
Ðàöèîíàëüíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ âîçìîæíîñòåé ÈÎÑ Содержательная часть ИОС по курсу «Механика» представлена в различных формах и включает в себя твердую копию, электронную версию для цветной и черно$ белой печати (см. рис. 1), мультимедийную версию и Интернет$версию [4]. Наличие различных форм представления информации и технических возможностей ее получения (бумажный носитель, компакт$диск, Интернет$среда) позволяет рационально использовать имеющиеся в распоряжении учащихся и образовательных учреждений средства, предоставляет студентам комфортные для учебы условия, способствует успешному усвоению материала каждым индивидуумом.
Рисунок 1. Фрагмент электронной лекции по курсу «Механика» [4]. Файл, представленный в pdf формате, предназначен для черно$белой распечатки или просмотра с экрана монитора в цвете.
Эффективность обучения с точки зрения организации учебного процесса определяется условиями для предоставления доступа к ИОС, удобством
Информационнообразовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе
19
пользования методическими материалами, возможностями самостоятельной работы и общения студентов между собой и преподавателем, возможностью проведения оперативного дистанционного контроля и самоконтроля. Обучение курсу «Механика» осуществляется с помощью специализированных программных средств дистанционного обучения. Для этого используется пакет программ собственной разработки [7]. В настоящее время курс «Механика» встраивается в лицензионную оболочку Web CT, позволяющую организовать сетевое обучение нескольких тысяч студентов. Данные оболочки с большей или меньшей мерой вариативности способствуют организации обучения физике, основываясь на системности, логичности и последовательности изучения курса. На основе созданной ИОС по курсу удалось более рационально организовать проведение учебных занятий. Наличие электронного учебного пособия позволяет преподавателю при чтении лекций останавливаться на наиболее принципиальных и важных с точки зрения понимания физики моментах, иллюстрировать значимость практических применений изучаемого материала, а не ограничиваться исключительно изложением его фактологической стороны. В частности, преподавателю на лекции нет необходимости полностью делать вывод преобразований Лоренца и кинематических следствий из них, а целесообразно поставить задачу о необходимости пересмотра пространственно$временных отношений, связать их с принципом симметрии, объяснить, что же происходит с физическими объектами в ИСО, движущихся со скоростями близкими к скорости света. Использование возможностей компьютерных сетей и технических возможностей форумов позволяет проводить обсуждения на семинарах уже после предварительно проделанной работы в группах. Причем результаты работы каждой группы и ее участников доступны всем субъектам учебного процесса в любое время. Доступность результатов групповой работы облегчает выполнение индивидуальных заданий, позволяет студентам проводить самооценку результатов труда и своих возможностей, способствует осознанию своих потребностей. Участие в разработке компьютерных лабораторных работ (см. рис. 2) и виртуальных демонстрационных экспериментов позволяет студентам лучше понять суть физического моделирования как метода исследования. Совместное выполнение творческих заданий на основе компьютерных лабораторных работ способствует получению более объективной информации об изучаемых явлениях и лучшему пониманию ограничений моделей. Преподаватель, используя дидактические материалы, предоставляемые авторами курса, может сформировать индивидуальную траекторию выполнения лабораторных работ, осуществлять проверку готовности студентов к ее выполнению и результатов этой работы. Можно
20
А.И. Назаров, С.Д. Ханин
организовать, по крайней мере, два подхода к выполнению компьютерной лабораторной работы. Например, для студентов инженерных специальностей при выполнении работы «Изучение законов свободных и вынужденных колебаний» преподаватель задает алгоритм выполнения работы, а сами студенты, используя этот алгоритм, проводят необходимые расчеты и анализируют полученные результаты. В частности, сначала изучаются свободные затухающие колебания и проводятся расчеты собственной частоты и коэффициента затухания, а затем происходит переход к изучению законов установившихся вынужденных колебаний. Студенты специальности «физика» подходят к работе по$другому. Им предоставляется набор инструментов, а они самостоятельно определяют алгоритм проведения измерений, более детально изучают переходной режим вынужденных колебаний, анализируют особенности колебаний при различных коэффициентах сопротивления, делают выводы по результатам работы и возможностям и ограничениям метода математического моделирования.
Рисунок 2. Фрагменты компьютерных лабораторных работ «Изучение законов свободных и вынужденных колебаний», «Законы Кеплера» [4].
Разработанные ресурсы для самопроверки знаний и дистанционных контрольных работ предоставляют преподавателю возможность более рационально использовать свое время. Учащиеся перед повторным выполнением тестов самостоятельно дополнительно прорабатывают необходимый учебный материал, получают с помощью специализированного форума, чата или электронной почты консультацию у преподавателя, а затем вновь выполняют итоговую работу. Рациональность электронной ИОС как средства обучения заключается в предоставлении возможности студентам пользоваться услугами глобальной образовательной сети для получения целостной или выборочной информации, используя опыт ведущих педагогов страны. Такого рода деятельность
Информационнообразовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе
21
осуществляется посредством Российских образовательных порталов, например, портала в области естественнонаучных дисциплин (http://en.edu.ru/ $ «физика»). Благодаря возможностям локальной университетской сети и сети Интернет, разработанная ИОС открыта. Она позволяет учащимся в любой момент и на любое время обратиться к ней. Среда активна, она постоянно изменяется путем корректировки и дополнения содержательной части материала, предоставляемого преподавателем, наполняется результатами индивидуальной деятельности отдельных учащихся и коллективной деятельности групп.
Àíàëèç ýôôåêòèâíîñòè îáó÷åíèÿ ôèçèêå ñ ïîìîùüþ ÈÎÑ Проанализируем эффективность обучения физике посредством ИОС как степень достижения целевой возможности, которую реализует учащийся в рамках своей деятельности. В качестве критериев эффективности примем инвариантные компоненты общественной деятельности субъектов процесса обучения. Качественную оценку эффективности проведем по результатам обучения студентов физико$технического факультета ПетрГУ по курсу «Механика». Потребность. Обучение на основе разработанной ИОС продемонстрировало у большой части студентов существенный рост заинтересованности в изучении физики, связанный с использованием компьютерных технологий. Особенно это оказалось характерным для учащихся инженерно$физических специальностей «физическая электроника» и «автоматизированные системы обработки и управления». Студенты этих специальностей при поступлении в вуз, как правило, в большей мере увлечены изучением информатики и сдают информатику, а не физику в качестве вступительного экзамена. Использование компьютеров при изучении физики, выполнение творческих заданий, основанных на компьютерных программах, представление и обработка результатов физического эксперимента с помощью компьютеров, дух работы в открытой информационной среде вызывают дополнительный интерес к изучаемому предмету. Компьютерные лабораторные работы, снабженные индивидуальными творческими заданиями, вырабатывают у студентов стремление экспериментировать и анализировать полученные результаты. Необходимость выполнения и отчета по самостоятельной работе, а также ее оперативный контроль преподавателем стимулируют работу студентов в свободное от аудиторных занятий время. Если при традиционной форме обучения преподаватель проверяет домашние задания студентов индивидуально для каждого, то использование возможностей специализированного форума позволяет организовать групповую работу студентов по решению задач, наблюдая при этом
22
А.И. Назаров, С.Д. Ханин
вклад каждого в достижение общего результата. Наиболее сложный для усвоения материал выносится на всеобщее обсуждение в аудитории или на форуме. Для студентов, которые более существенно продвинулись в изучении физики, предлагаются задачи повышенной сложности, стимулирующие потребность в обращении к дополнительным источникам информации (в т.ч. электронным) и анализу пройденного материала. Работа в группах и наличие на открытом доступе сравнительных результатов индивидуальной деятельности студентов, а также возможность повторного выполнения контрольных работ без дополнительных затрат на ее проведение со стороны преподавателя вызывают стимул к более детальному изучению и осмыслению материала, вырабатывая потребность к самостоятельному получению знаний. Мотив. Разработанная ИОС постоянно развивается и ее существование во многом определяется возможностями разнообразной деятельности студентов. Участие в групповой и индивидуальной работе повышает инициативность и активность обучаемых. В частности, студенты разрабатывают новые приложения к курсу, участвуют в постановке физического эксперимента и его представлении в виде мультимедийных приложений, оформляют для общего обозрения результаты обсуждения. Открытость доступа к результатам своей текущей деятельности и динамический характер изменения этих результатов в сравнении с достижениями сокурсников формируют у студентов стимул к повышению уровня знаний. Учащиеся, наблюдая за результатами своего труда, видят в каких видах деятельности, связанных с изучением физики, они достигают наилучших результатов, что мотивирует их дальнейшую деятельность в этих направлениях. Существенную мотивацию предоставляет работа по выполнению совместных образовательных проектов и программ. В частности, студенты старших курсов ПетрГУ принимали активное участие в работе над корпоративными проектами МГТУ им. Баумана, ИТМО г. С$Петербург и ПетрГУ «Научно$методическое и программное обеспечение дистанционного обучения физике в региональном вузе», «Создание мультимедийных учебно$методических комплексов и тренажерно$ обучающих систем по естественнонаучным и техническим дисциплинам». Такого рода деятельность требует как овладения содержательной частью физики, так и знаниями ИКТ. Дополнительным мотивом к изучению физики может стать работа в виртуальных лабораториях. Студенты в зависимости от уровня своей подготовки могут получить доступ к уникальным измерительным установкам или их компьютерным моделям. Цель. Получение физического образования на основе ИОС определяет для
Информационнообразовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе
23
студентов потенциально значимые цели. К ним можно отнести овладение методологией научного мышления, развитие своих творческих способностей при работе над созданием компьютерных приложений к образовательным ресурсам, осознание роли физики и человека в природе и обществе, выработку навыков работы над совместными проектами, овладение методиками проведения научными исследованиями и т.д. Электронная ИОС позволяет определить реальность достижения целей каждым обучаемым, оценить временные рамки, требующиеся для достижения конкретных целей на определенных этапах обучения. Фактический вклад каждого обучаемого в формирование ИОС и достигнутые результаты его комплексной деятельности в процессе изучения курса позволяют проверить степень и качество достижения конкретных целей обучения, удовлетворив требованию диагностичности. Важно отметить наличие положительной тенденции, оказавшейся характерной именно для обучения с помощью электронной ИОС. Рост числа студентов, обучающихся на основе электронной ИОС, не снижает, а увеличивает эффективность обучения в данной среде. Рациональное сочетание особенностей аудитории, распределенной по уровню способностей в том или ином виде деятельности, склонностей, интересов и целей обучения, возможностей ИКТ позволяет организовать работу, удовлетворяя требованиям экономической, целевой и потребительской эффективности. При большем числе студентов было легче выявить социальную значимость субъекта обучения, существует больше возможностей в выборе рода деятельности, полезной для всей группы. В большом коллективе продуктивнее идет работа по выполнению творческих заданий и заданий повышенной сложности, преподавателю легче осуществить объективную оценку знаний студентов. Отметим, что совместная деятельность преподавателя и студента по формированию электронной ИОС является мощнейшим ресурсом достижения целей физического образования. Задача преподавателя – рационально и в полной мере использовать результаты этой деятельности и возможности ИКТ. Принципы и способы формирования электронной ИОС по физике, а также конкретное ее наполнение содержательной частью соответствуют цели обучения, индивидуальным особенностям студента и возможностям вуза. Возможности доступа к ИОС с локальных компьютеров, из классов коллективного доступа, через модемное соединение с домашних компьютеров делают обучение на основе этой среды успешным для большинства учащихся. Высокая скорость обмена информацией, наличие механизма диалога между студентами различных учебных заведений способствуют приобретению навыков коллективной работы над проектами.
24
А.И. Назаров, С.Д. Ханин
Средство. ИОС по курсу «Механика» является средством достижения конкретных целей физического образования. Информационная среда способствовала: • формированию основ знаний физической науки (понятий, величин, явлений, законов, принципов, теорий), что проявилось при выполнении контрольных работ и сдаче экзамена; • формированию методологических знаний и умений, позволяющих использовать присущие физике теоретические и экспериментальные методы научного познания, что наблюдалось на занятиях по решению задач и выполнении компьютерных лабораторных работ; • развитию комплекса интеллектуальных умений, позволяющих осуществлять анализ, синтез, моделирование, проектирование; • развитию умений, позволяющих повысить способность рефлексировать свою деятельность, осуществлять самоанализ, самооценку, самоактуализацию в процессе обучения; • формированию адекватного отношения к природе и технике; • формированию гармонического взаимодействия с социальной средой, позволяющего устанавливать взаимоотношения с людьми, воспринимать и понимать их, помогать окружающим и быть социально значимыми (работа в группах при выполнении домашних заданий и подготовке отчетов по лабораторным работам). Действие. Студент, изучая физику на базе электронной ИОС, выполняет действия, которые заранее запланированы преподавателем и соответствуют целям обучения. В ходе изучения курса «Механика» учащимся на пути к достижению целей предоставлялась возможность выбирать индивидуальную траекторию обучения и своей деятельности. Студенты могли выбрать за основу традиционный способ обучения (очное посещение лекций, практических и лабораторных занятий), а ИОС использовать как вспомогательное средство при самостоятельной работе. К традиционным видам деятельности в данном случае добавлялись: • участие в открытом сетевом диалоге с другими студентами; • получение консультаций у преподавателя посредством коммуникационных технологий; • работа с компьютерными моделями; • наблюдение на экране монитора видеофайлов с физическими демонстрациями и анализ этих демонстраций (см. рис. 3); • проведение самотестирования; • выполнение компьютерных лабораторных работ.
Информационнообразовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе
25
Рисунок 3. Фрагмент лекционной демонстрации по теме «Закон сохранения момента импульса». Мультимедийное приложение к курсу [4].
Другой возможной формой обучения была работа на основе электронной ИОС. Обучаемые, конечно, могли посещать лекции, естественно, изучали материал, представленный в учебниках, но при этом формы проведения лабораторных работ, формы организации семинаров и самостоятельной работы были иными, чем в рассмотренном выше случае. • Компьютерные лабораторные работы, дополняющие традиционный физический практикум, позволили организовать коллективную работу студентов по выполнению творческих заданий. При этом студенты не были связаны строгими временными рамками и необходимостью присутствия в лаборатории. Они не только планировали проведение эксперимента и деятельность по его практической реализации, но и распределяли функции по проведению измерений и обработке полученных результатов, продумывали формы представления результатов своей работы с использованием возможностей ИКТ. • Специализированные форумы позволили организовать групповую деятельность студентов по обсуждению теоретических вопросов и решению домашних задач. Результаты предварительного обсуждения заданных тем и решения задач, а также индивидуальный вклад каждого
26
А.И. Назаров, С.Д. Ханин
•
студента были видны всем субъектам процесса обучения, что позволяло преподавателю выявлять успехи обучаемых и организовать индивидуальную работу, акцентируя внимание на возможностях каждого. ИКТ стимулировали деятельность учащихся по проведению самоконтроля знаний по теории, тренингу по решению задач. В последнем случае студентам предоставлялась возможность самостоятельного решения задачи. При отрицательном результате предлагался развернутый план или алгоритм решения, а затем – ответы на каждый пункт плана (см. рис. 4).
Промежуточный контроль знаний осуществлялся посредством выполнения дистанционной контрольной работы (см. рис. 5). Результат. К сожалению, конечный результат обучения на основе ИОС, мгновенно не проявляется. Если уровень обученности мы можем проверить на экзамене, то уровень обучаемости и степень адаптации к природе и социальной сфере проявляются в полной мере существенно позднее – при обучении на старших курсах и по окончании вуза. Несомненно, что работа в ИОС формирует навыки самостоятельного поиска и обработки информации, способствует приобретению навыков корпоративных сетевых технологий открытого общества. Оценка. Оценку эффективности обучения с помощью ИОС на качественном уровне определим по следующим качествам: экономичность, социальность, комплексность. Если под экономичностью понимать достижение целей физического образования и удовлетворение требованиям образовательных стандартов при ограниченном ресурсе преподавателей и помещений, то электронные ИОС способствуют решению этой задачи, но только на этапе уже сформированной среды. Как показывает практика создания курса «Механика» и отработка методик проведения занятий требуют существенных временных и ресурсных затрат. Для оптимизации этих затрат и повышения качества физического образования для формирования единой ИОС по физике целесообразно объединить усилия преподавателей из разных вузов. Требует решения еще одна проблема, связанная с необходимостью начальных затрат по приобретению вузами и обучаемыми компьютеров и оплате услуг связи. Более наглядны преимущества электронной ИОС с точки зрения социального аспекта эффективности обучения физике. ИКТ в рамках единой ИОС и реально существующего на факультете штатного расписания позволили организовать процесс обучения студентов с разным уровнем школьной подготовки, ограничениями по состоянию здоровья, студентов, обучающихся по разным специальностям, и осуществить поддержку обучения в филиалах вуза. ИКТ
Информационнообразовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе
27
Рисунок 4. Пример практического занятия по решению задач. Тренинг по теме «Законы изменения и сохранения полной механической энергии» [4].
облегчили решение проблемы пересдачи задолженностей, особенно остро стоящей при работе преподавателя со студентами, получающими образование на платной основе. Обучение физике, осуществляемое на основе ИКТ и ИОС по курсу «Механика», является комплексным с точки зрения охвата всех областей физической науки – теории, практики, компьютерного эксперимента. Конечно, полная замена лабораторных работ компьютерным экспериментом нецелесообразна и нарушает целостность физического образования, но использование методов компьютерного моделирования, визуализации вычислений, безусловно, полезны. Комплексность физического образования, получаемого с использованием электронных ИОС, проявляется в достижении его классических целей – обучении, развитии и воспитании. В частности, обучение с использованием открытых электронных ИОС способствует повышению культуры общения в сети, ставит перед студентами проблемы, обусловленные взаимодействием продуктов технической деятельности человека и природы и анализом возможных последствий этой деятельности. Несмотря на положительные моменты использования ИКТ и электронных ИОС, следует понимать, что личное общение с преподавателем во многом дает более
28
А.И. Назаров, С.Д. Ханин
Рисунок 5. Фрагмент дистанционной контрольной работы по теме «Динамика. Законы сохранения» [4].
качественный результат. Роль ИОС заключается в облегчении труда преподавателя, предоставлении дополнительных возможностей для развития личности всех желающих получить достойное образование и содействии раскрытию потенциальных возможностей каждого студента при изучении физики, формированию гармонических отношений с социальной средой. Работа с электронной ИОС по курсу «Механика» показала, что образовательные среды, функционирующие на основе ИКТ, позволяют повысить эффективность обучения физике как с точки зрения достижения целей физического образования, так с точки зрения оптимизации затрат на его получение и выработки потребности личности в самообразовании.
Литература 1. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года. // http://www.informika.ru/text/goscom/curdoc/393.html. 2. Зуев П.В. Теоретические основы эффективного обучения физике в средней школе (праксеологический подход). Екатеринбург, Изд. Урал. гос. пед. ун$та, 2000, 153 с. 3. Загвязинский В.И. Теория обучения. Современная интерпретация. М., Изд. центр «Академия», 2001, 192 с.
Информационнообразовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе
29
4. А.И.Назаров, Чудинова С.А. Механика и теория относительности. Мультимедийный курс. http://media.karelia.ru/~mechanics/open/phys/index.html. 5. Назаров А.И. О подходе к модернизации преподавания физики в вузе на основе ИТ. // Материалы международной научной конф. «Герценовские чтения». С.$Петербург, РПГУ, 2002, с. 185$190. 6. Бутиков Е.А, Кондратьев А.С. Физика. Кн. 1. Механика. М., Физматлит, 2000, 352 с. 7. Суханов А.Д. Фундаментальный курс физики. М., Агар, 1996, т. 1. $ 536 с. 8. Назаров А.И., Сергеев А.В. Система дистанционного контроля знаний в сетях Интернет и Интранет. // Дистанционное образование, 1999, № 1, с. 35$38.
