CC BY
33
1УДК 370.71 ББК 431
АКТИВИЗАЦИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ
С. А. Смирнов, Д. А. Исаев
В статье представлены основные идеи концепции системы методической подготовки студентов - будущих учителей физики с применением электронного обучения, реализация которых позволит, по мнению авторов, активизировать и оптимизировать учебный процесс. К основным идеям концепции авторы относят: практико-ориентированную аудиторную учебную деятельность, усиление коллаборативной (collaborative) составляющей обучения, создание студентами реальных продуктов учебной деятельности, использование виртуальных симуля-торов, усиление ориентированности обучения на личность конкретного студента. В статье также обозначены риски применения электронного обучения: применение электронного обучения в тех случаях, когда это неуместно, чрезмерное его применение, усиление «замкнутости» обучаемых, использование чужих решений (плагиат), готовность участников учебного процесса к применению электронного обучения.
Ключевые слова: электронное обучение, преподавание физики, методическая подготовка.
INTENSIFICATION AND OPTIMIZATION OF METHODICAL PREPARATION OF FUTURE TEACHERS OF PHYSICS USING E-LEARNING
S. A. Smirnov, D. A. Isaev
The article presents the basic ideas of the concept of methodical preparation of students - future teachers of physics using e-learning, the implementation of which will, according to the authors, enhance and optimize the learning process. The main ideas of the authors of the concept include: practice-oriented classroom training activities, strengthening collaborative component of training, creation by students real products of training activities, the use of virtual simulators, strengthening of the orientation of training on the personality of a particular student. The article also identifies the risks of the use of e-learning: the use of e-learning in those cases where it is inappropriate, excessive use of it, increasing „isolation" of students, the use of other people's decisions (plagiarism), readiness of the participants of the educational process to the use of e-learning.
Keywords: e-learning, teaching physics, methodical preparation.
Методическая подготовка является обязательной частью профессиональной подготовки студентов - будущих учителей физики. Она включает комплекс дисциплин, изучение которых направлено на формирование таких компетенций как:
• способность применять на практике базовые профессиональные знания теории и методов физических исследований;
• способность применять современные методы диагностирования достижений обучающихся и воспитанников, осуществлять педагогическое сопровождение процессов социа-
лизации и профессионального самоопределения обучающихся, подготовка их к сознательному выбору профессии;
• способность использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса;
• способность пользоваться современными методами обработки, анализа и синтеза физической информации.
В ходе методической подготовки студент получает знания о содержании школьного физического образования, методах обучения фи-
зике в школе, оборудовании школьного физического кабинета, методике создания учебных экспериментальных установок; учится проводить анализ содержания образовательных программ по физике, конструировать модели уроков и проводить их, реализовывать различные методы обучения, формировать у учащихся экспериментальные умения, применять компьютерные технологии в школьном физическом эксперименте и т. д.
Проектирование образовательных программ и учебных планов для студентов - будущих учителей физики проводится на основе Федерального государственного образовательного стандарта по направлению «Педагогическое образование». Подготовка, согласно стандарту, ведется на основе компетентностного подхода. При этом (п. 7.3) «...реализация компетентност-ного подхода должна предусматривать широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий.» [1, с. 15]. В связи с большим объемом самостоятельной работы студентов [1, с. 16] есть основания полагать, что в настоящее время требуется активизация не только учебной деятельности на занятиях, но и в рамках самостоятельной работы. Более того, от продуктивности самостоятельной работы напрямую зависит и продуктивность работы в аудитории.
Одним из способов активизации самостоятельной работы студентов является применение технологий электронного обучения. Согласно Закону об образовании в РФ, «под электронным обучением понимается организация образовательной деятельности с применением содержащейся в базах данных и используемой при реализации образовательных программ информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий, технических средств, а также информационно-телекоммуникационных сетей, обеспечивающих передачу по линиям связи указанной информации, взаимодействие обучающихся и педагогических работников.» [2]. Для организации электронного обучения необходимо наличие аппаратно-программного комплекса и соответствующая компетентность обучающих и обучающихся [3].
Электронное обучение является на сегодня наиболее стремительно развивающейся техно-
логией в образовании. Информационные технологии уже давно «проникли» в сферу образования, но сейчас они становятся все более доступными и популярными, и на фоне «бума» мобильных компьютеров и мобильного интернета кардинально меняются уже не только возможности доступа к информации, но и когнитивное поведение студентов и методы работы молодых преподавателей. Однако следует признать, что научно-методических обоснований применения электронного обучения пока недостаточно. Это касается и сферы методической подготовки студентов - будущих учителей физики. Технологии электронного обучения используются и, согласно нашим исследованиям (анкетирование преподавателей методических дисциплин), поощряются преподавателями-методистами, однако система методической подготовки в целом, несмотря на кардинальное изменение условий образовательной среды, при этом практически не претерпевает изменений, либо, наоборот, новые технологии применяются ради самих технологий, что может приводить даже к снижению эффективности процесса обучения.
Предметом нашего исследования является проблема создания системы методической подготовки будущего учителя физики с применением электронного обучения. При этом особый акцент нам хотелось бы сделать на двух проблемах: активизации учебной деятельности и оптимизации процесса подготовки будущего учителя физики. Сразу следует отметить, что обе проблемы хотя и существуют независимо, при этом оказывают непосредственное влияние друг на друга, так как активизация обучения предполагает повышение мотивации студентов к самостоятельному, инициативному и творческому усвоению учебного материала, что неизбежно приводит к оптимизации учебного процесса в целом.
Нами была разработана концепция системы методической подготовки будущих учителей физики с применением электронного обучения. При ее построении использовались идеи (методические подходы), которые мы рассмотрим ниже. Теоретически они могут быть реализованы (и, безусловно, так или иначе реа-лизовывались) и при классическом обучении, но они становятся намного более эффективны-
ми, получая оптимальные условия для реализации лишь при условии применения электронного обучения.
Практико-ориентированная аудиторная учебная деятельность. Нами предлагается уменьшение «лекционной» составляющей аудиторных часов за счет применения мультимедийных и интерактивных электронных курсов. Новый материал в этом случае изучается в рамках часов самостоятельной работы, а в аудитории выполняются практические задания («перевернутое обучение»). Такой подход, на наш взгляд, может помочь в решении сразу нескольких проблем. Во-первых, как показывают исследования [4; 5], технология «перевернутого обучения» позволяет значительно снизить долю обучающихся, неудовлетворительно осваивающих образовательную программу. Во-вторых, мы предполагаем увеличение эффективности использования учебного времени за счет использования мультимедиа и возможностей адаптивного обучения, а также более гибкого распределения учебной нагрузки (в рамках самостоятельной работы студент может самостоятельно распределить учебное время, в то время как очное занятие строго регламентировано). В-третьих, интерактивность, используемая в электронных курсах, способствует активизации познавательной деятельности студентов, а также позволяет преподавателю видеть результаты работы студентов по усвоению нового материала через электронные отчеты, а значит, он сможет лучше подготовиться к очному занятию, повышается эффективность очного занятия (в-четвертых).
Студент становится не просто слушателем и исполнителем учебных заданий. При изучении теории с помощью мультимедийных курсов используются различные способы восприятия, а материал строится с учетом текущих знаний студента (адаптивное обучение). Интерактивность курсов позволяет отследить усвоение материала и сделать его изучение деятельным, с опорой на уже полученные ранее знания. Все это позволяет повысить эффективность изучения теоретического материала по сравнению с классическими лекциями. Само изучение переносится в часы самостоятельной работы, что позволяет «освободить» ценные часы для аудиторных занятий с преподавателем.
Усиление коллаборативной (collaborative) составляющей обучения. Применение электронных технологий в объемах, оправданных поставленной целью, будет способствовать повышению эффективности совместной деятельности. Учебный процесс предполагает большой спектр видов совместной деятельности обучаемых. Применение электронного обучения, согласно нашей гипотезе, должно быть наиболее эффективно при растянутом во времени обучении в сотрудничестве (проектная деятельность), асинхронном общении (проблемные диалоги/полилоги), взаимной оценке работы, выполненной в электронном виде. Обучение в сотрудничестве требует от обучающихся высокого уровня активности, то есть способствует активизации учебной деятельности. Электронные средства управления проектами выводят данную сферу деятельности на качественно новый уровень. Задачей электронной среды является помощь в планировании, документировании, координации выполнения проекта. Преподаватель при этом может наблюдать за вкладом в реализацию проекта каждого из участников, давать комментарии в различное время к различным участкам проекта.
Электронные средства асинхронного общения (форумы) давно зарекомендовали себя в обучении и выполняют учебные функции даже во внеучебной среде. Наиболее ценным является возможность любого участника обучения свободно выразить свою точку зрения на указанную проблему, имея при этом возможность хорошо обдумать свой ответ. Работа обучаемых по оценке выполненных заданий очень важна для глубокого понимания изучаемого материала. Весьма эффективными реализациями для взаимной оценки работ располагает система Moodle [6] (элементы: семинар, глоссарий, база данных, форум).
Помимо обозначенных выше проблем, связанных с совместной деятельностью обучаемых, немаловажным является и совместная деятельность обучающих (преподавателей). Прозрачность учебного процесса в электронной среде позволяет анализировать его текущее состояние, реализовывать междисциплинарные задания, делать общедоступные заметки, организовывать обсуждения своей
работы. Возможности электронной среды требуют обратить внимание на все эти проблемы, реализация которых была принципиально возможна и без электронной среды, но слишком неоптимальна.
Создание студентами реальных продуктов учебной деятельности (базы знаний, портфолио). Высшими уровнями усвоения знаний являются способности применить знания на практике, применять творчески [7]. Для учителя это практика преподавания и создание различных учебно-методических материалов. Если для педагогической практики существует специальная часть учебного плана, то создание материалов может осуществляться и в ходе выполнения проектных заданий. Качество подготовки материалов, безусловно, влияет на качество преподавания. Но, к сожалению, такого рода задания часто выполняются, на наш взгляд, недостаточно качественно, зачастую формально. Одной из причин этого мы видим недостаточную осознанность студентами важности такого рода заданий. Решение данной проблемы предлагается нами через повышение роли результата выполнения задания, его «реализацию» (приближение к условиям реальной работы). Конкретно нами предлагаются две известные технологии: разработка базы знаний и портфолио. Без использования электронного обучения эти технологии реализуются с достаточно низким уровнем эффективности, что понижает общую эффективность процесса, и поэтому они довольно редко применяются. Электронное обучение позволяет применять эти технологии без повышения нагрузки на учебный процесс.
Специальные среды для создания баз знаний и портфолио достаточно удобны для внесения в них информации, а также для ее просмотра. При создании базы знаний и портфо-лио важно иметь возможность предоставить их для экспертной оценки (имеются в виду внешние, часто удаленные дистанционно эксперты). При использовании электронного обучения это реализуется очень просто.
Использование виртуальных симулято-ров непосредственно перед реальными формами педагогической деятельности (инсценировка фрагментов уроков, постановка учебных физических экспериментов и т. п.). Виртуаль-
ные симуляторы - это модельные прототипы некоторых реальных процессов, управляемых человеком. Симуляторы давно применяются в обучении. Можно выделить два основных вида обучающих симуляторов: реального времени (например, симулятор пилота) и пошаговые (симуляторы-алгоритмы). Нас будут интересовать в основном симуляторы второго типа.
В обучении физике нашли широкое применение симуляторы (модели) физических процессов. Они применяются для объяснения работы физической модели и разъяснения сути некоторых тяжело воспроизводимых в реальности явлений. Мы будем говорить о симулято-рах, необходимых для подготовки учителя физики, и следует отметить, что в обучении методике физики они применялись недостаточно часто несмотря на то, что материалы для их разработки имеются в больших количествах. Эти материалы реализуются в виде обычных заданий, однако, как правило, эти задания недостаточно погружают студента в образ учителя. Например, задание по подготовке учебного физического эксперимента предполагает описание установки, своих действий по ее созданию и применению. Далее предлагается педагогическая практика или инсценировка. На наш взгляд, «сглаживание» такого резкого перехода от теории к практике с помощью применения симуляторов-алгоритмов может повысить эффективность обучения, так как они являются, с одной стороны, элементами контроля теоретических знаний, а с другой - предварительно «мягко» погружают студента в ситуацию реальной практики, которая сопряжена со стрессом. «Злоупотребление» симуляторами и тем более замена ими реальной практики, безусловно, является вредным, так как профессия учителя является в первую очередь творческой, в то время как в симулятор заложен четкий алгоритм. Но применение симуляторов позволит студентам предварительно осознать все необходимые действия и стандартные варианты решения для того, чтобы затем, опираясь на эти знания, предложить нестандартные решения. Также мы считаем, что симуляторы не являются необходимыми для всех студентов, и применение их должно быть скорее индивидуальным, в зависимости от способностей и уровня подготовленности того или иного студента.
Усиление ориентированности обучения на личность конкретного студента. Пожалуй, главная возможность электронной среды, применение которой должно повысить эффективность учебного процесса, - это возможность собирать большое количество данных о деятельности студента, анализировать эти данные и предоставлять отчеты студенту и преподавателям, а также, по возможности, адаптировать предлагаемые студенту материалы электронной среды.
Как уже было отмечено выше, исходными идеями предлагаемой нами концепции являются активизация и оптимизация методической подготовки будущих учителей физики, которые становятся возможными благодаря применению электронного обучения. Стоит, однако, сказать и о рисках применения электронного обучения при методической подготовке будущего учителя физики, точнее, о том, на что следует обратить внимание, чтобы не получить отрицательную эффективность вместо положительной. Мы постарались учесть их в нашей концепции, но опишем их кратко, так как это несколько выходит за рамки избранной нами темы данной статьи.
Во-первых, важно не «злоупотреблять» электронным обучением, применять его крайне аккуратно и только в том случае, если достоверно известно, что при этом будет повышена эффективность обучения. Например, на наш взгляд, не следует заменять очные лекции талантливых преподавателей-лекторов электронными курсами, но следует расширять доступ к их лекциям путем записи на видео и размещения в электронной среде. Мы также считаем важным аккуратный подход к применению электронных технологий еще и потому, что электронные технологии, несмотря на высокую, на первый взгляд, эффективность, все-таки являются относительно новыми и не имеют апробации на длинном временном отрезке.
Во-вторых, во многих случаях, применение электронного обучения может повлиять на усиление «замкнутости» обучающегося, уменьшение его реальных социальных контактов, обеднение эмоциональной сферы и сужение взглядов. Проблема эта особенно важна для будущего учителя, для личности которого требуются как раз обратные преобразования. Реше-
ние этой проблемы мы предлагаем осуществлять на этапе проектирования системы методической подготовки, учебных программ и конкретных занятий. Необходимо постараться хронологически равномерно распределить различные виды учебной деятельности - с применением электронного обучения и без него. Само электронное обучение также должно быть разнообразным, включать мультимедиа, интерактивность, социальные взаимодействия. Обычные виды учебной деятельности в аудитории должны быть дополнены участием студентов в факультетских и межвузовских конференциях, семинарах и других мероприятиях, предполагающих публичные выступления, «живое» общение, социальные контакты, расширение мировоззрения.
В-третьих, серьезной проблемой при реализации электронного обучения является возможность использования (причем мгновенного, в отличие от «переписывания» на бумаге) чужих решений, прежде всего, копирование найденной в Интернете информации. Данная проблема непроста в решении и накладывает определенные ограничения на использование электронного обучения в той или иной ситуации, а также требует особых подходов к формулированию заданий.
В-четвертых, при реализации электронного обучения важно быть уверенным в том, что все участники учебного процесса смогут в необходимой мере его применять.
В заключение следует отметить, что предлагаемое нами комплексное применение электронного обучения и его гармоничная интеграция в общий процесс обучения студентов -будущих учителей физики будет значительно эффективнее его ситуативного («лоскутного») применения.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 Педагогическое образование (квалификация (степень) «бакалавр»).
2. Закон об образовании в Российской федерации от 29 декабря 2012 г.
3. Смирнов, А. В. Электронное обучение физике (исторические и терминологические
аспекты) [Текст]: моногр. / А. В. Смирнов, С. А. Смирнов. - М.: МПГУ, 2014. - 108 с.
4. Flipped Classroom. A new method of teaching is turning the traditional classroom on its head [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.knewton.com/flipped-classroom/ (дата обращения: 01.10.2015).
5. Carolyn Lewis. Growth in flipped blended learning [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.elearningmarketplace.co.uk/ growth-in-flipped-blended-learning/ (дата обращения: 01.10.2015).
6. Смирнов, С. А. Применение Moodle 2.3 для организации дистанционной поддержки образовательного процесса: учеб. пособие [Текст] / С. А. Смирнов. - М.: Школа Будущего, 2012. - 182 с.
7. Беспалько, В. П. Параметры и критерии диа-гностичной цели [Текст] / В. П. Беспалько // Школьные технологии. - 2006. - № 1. - С. 118-128.
REFERENCES
1. Federalnyy gosudarstvennyy obrazovatelnyy standart vysshego professionalnogo obra-zovaniya po napravleniyu podgotovki 050100 Pedagogicheskoe obrazovanie (kvalifikatsiya (stepen) "bakalavr").
2. Zakon ob obrazovanii v Rossiyskoy federatsii, 29 dec. 2012.
3. Smirnov A. V., Smirnov S. A. Elektronnoe obu-chenie fizike (istoricheskie i terminologicheskie aspekty): monogr. Moscow: MPGU, 2014. 108 p.
4. Flipped Classroom. A new method of teaching is turning the traditional classroom on its head. Available at: http://www.knewton.com/flipped-classroom/ (accessed: 01.10.2015).
5. Carolyn Lewis. Growth in flipped blended learning. Available at: http://www.elearning-marketplace.co.uk/growth-in-flipped-blended-learning/ (accessede: 01.10.2015).
6. Smirnov S. A. Primenenie Moodle 2.3 dlya or-ganizatsii distantsionnoy podderzhki obrazo-vatelnogo protsessa: ucheb. posobie. Moscow: Shkola Budushchego, 2012. 182 p.
7. Bespalko V. P. Parametry i kriterii diagnostich-noy tseli. Shkolnye tekhnologii. 2006, No. 1, pp. 118-128.
Смирнов Сергей Александрович, кандидат педагогических наук, докторант кафедры теории и методики обучения физике, главный специалист Управления информационного обеспечения Московского педагогического государственного университета e-mail: [email protected]
Smirnov Sergey A., PhD in Education, doctoral student, Theory and Methods of teaching Physics Department, Head specialist of IT-department, Moscow State Pedagogical University e-mail: [email protected]
Исаев Дмитрий Аркадьевич, доктор педагогических наук, профессор кафедры теории и методики обучения физике, декан факультета физики и информационных технологий Московского педагогического государственного университета e-mail: [email protected]
Isaev Dmitry A., ScD in Education, Professor, Theory and Methods of teaching Physics Department, Vice Chairperson, Physics and IT Faculty, Moscow State Pedagogical University e-mail: [email protected]
