CC BY
19
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Мислцька Н.А. Формування iнформацiйно-проектувальних ум'нь у майбутнього учителя фiзики // Фiзико-математична осв'та : науковий журнал. - 2016. - Випуск 4(10). - С. 75-78.
Mislitska N.A. The formation of information-and-design abilities of future teachers of physics // Physical and Mathematical Education : scientific journal. - 2016. - Issue 4(10). - Р. 75-78.
УДК 378.147.091.33:53
Н.А. Мислщька
В'шницький державний педагогiчний унверситет iменi М. Коцюбинського, Украна mislitskay@gmail. com
ФОРМУВАННЯ 1НФОРМАЦ1ЙНО-ПРОЕКТУВАЛЬНИХ УМ1НЬ У МАЙБУТНЬОГО УЧИТЕЛЯ Ф1ЗИКИ
Постановка проблеми. Сучасний етап розвитку людства характеризуемся с^мким зростанням социального i економмного значення шформацп i фактично свщчить про перехщ до третьо''' стадп розвитку (тсля аграрно''' та iндустрiальноí), яку зазвичай позначають як iнформацiйне сусптьство. В iнформацiйному суспiльствi дiяльнiсть людей все бтьшою мiрою залежить вщ 'х здатностi ефективно використовувати шформацмы ресурси. Для вiльноí орiентацií в шформацшних потоках сучасна людина повинна вмти отримувати, обробляти, переробляти i використовувати iнформацiйнi ресурси за допомогою комп'ютера, телекомунiкацiй та iнших засобiв зв'язку. Розвиток iнформацiйного суспiльства нерозривно пов'язаний зi зростанням потреби в поспйному пiдвищеннi квалiфiкацií, оновленнi знань, освоены нових видiв дiяльностi, що призвело до якiсно ново' шновацшно''' парадигми освiти, яка зорiентована на постшний розвиток особистостi. Сучасна модель освти, працi, громадсько''' дiяльностi та вщпочинку вимагае своечасно''' пiдготовки людей до нових умов життя i професiйноí дiяльностi в високоавтоматизованому шформацмному середовищi, навчання 'х самостiйно дiяти в iнформацiйному просторi, ефективно використовувати його ресурси i захищатися вщ негативних впливiв. У зв'язку з цим оргаыза^я iнформацiйноí освiти та пщвищення iнформацiйноí культури особистостi е завданнями першорядно''' важливостi, що вимагае штегративного пiдходу, введення нових дисциплш пiд час пiдготовки фахiвця у вищому навчальному закладi. lнформатизацiя сусптьства вiдповiдно зумовлюе i модернiзацiю методично'' пщготовки майбутнього учителя, зокрема i учителя фiзики
Аналiз ocTaHHix дослщжень та публiкацiй. Питанням методично'' тдготовки студентiв з фiзики присвячено низку праць вгтчизняних та закордонних науков^в, зокрема, слiд вiдзначити дослiдження з методики навчання фiзики П.С. Атаманчука, В.Ф. Заболотного, О.1. 1ваницького, М.Т. Мартинюка, В.Д. Шарко, 1.М. Апбово''', В.1. Ваганово''', В.1. Земцово''', Л.О. Прояненково', А.А. Шаповалова тощо. Вагомою компонентою методично'' пiдготовки студента науковци методисти видiляють формування методичних умшь. У зв'язку iз зазначеною проблемою шформатизацп освiти ми пропонуемо до складу методичних умшь включити шформацшно-проектувальы умiння.
Метою статтi е опис методичних пiдходiв до формування шформацшно-проектувальних умiнь студентiв -майбутнiх учт^в фiзики.
Виклад основного матерiалу. Сучасн засоби надають можливiсть будувати кардинально новi органiзацiйнi форми навчально-пiзнавальноí дiяльностi учнiв. I хоча знання, умшня та способи працювати з шформа^ею не е кардинально новим утворенням, але в сучасних умовах вони набувають вагомого значення у зв'язку з тим, що саме вони визначають здатысть учителя до швидкого реагування на динамiчнi змши в наущ, якi повиннi вiдображатись у навчаннк Формування iнформацiйно-проектувальних умiнь майбутнього учителя фiзики неможливе без усвщомлення ново'' ролi учителя в навчаннГ Сучасний педагог вже не е транслятором знань i носiем едино' правильно' шформацп, а виступае в ролi експерта разом з учнями, дослщжуючи i аналiзуючи навчальний матерiал, активно застосовуючи iнформацiйнi технолог" i засоби навчання.
Iнформацiйно-проектувальнi умiння ми розглядаемо в двох аспектах. По перше, це умшня опрацьовувати шформа^ю (друковану або цифрову) для и подальшого використання або подання. По-друге, це умшня застосовувати сучасш засоби i електронн освiтнi ресурси в майбутнш професiйнiй дiяльностi. У зв'язку з цим, показниками сформованост шформацмно-проектувальних умiнь у студента е, по перше, умшня конструювати конспекти уроюв рiзного типу, по-друге умiння розробляти i застосовувати власнi електроннi освiтнi ресурси, а також умiння оргаызовувати роботу учнiв з ЕОР, ям розташованi в мережi 1нтернет, з метою формування експериментальних умшь i навичок, розвитку творчих здiбностей, а також для пщвищення iнтересу до вивчення фiзики.
На наш погляд, формування шформацмно-проектувальних умiнь студента вщбуваеться в таких видах дiяльностi:
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
1. На eTani фахово! пщготовки пщ час вивчення дисциплш сощально-гумаытарного циклу, фундаментального, природничо-наукового циклу:
- виконання завдань самостшно! роботи з шформацшними джерелами i подання результат у виглядi есе, конспек^в, рeфeрaтiв, прeзeнтaцiй;
- виконання проек^в або мiнi-проeктiв;
- робота з вiртуaльними моделями та цифровими лaборaторiями пiд час практично! пiдготовки на лабора-торних заняттях з курсу загально! фiзики та пiд час виконання самостшно! роботи (запропоновано автором дослщження);
- написання курсово! i дипломно! робiт.
2. На етат методично! пiдготовки пiд час вивчення дисциплш профeсiйно-прaктичного циклу:
- конструювання конспeктiв урокiв рiзного типу: робота з текстами пщручни^в, методичною лтературою, пeрiодичними виданнями, ресурсами мeрeжi 1нтернет;
- розробка мультимeдiйного супроводу до уро^в рiзного типу;
- проектування i проведення iнтeгровaного дeмонстрaцiйного експерименту (проведення демонстрацшного експерименту i демонстра^я комп'ютерно! модeлi на його основ^;
- робота з вiртуaльними моделями та проектування оргаызацп дiяльностi учыв з вiртуaльними моделями для ознайомлення з навчальним мaтeрiaлом, для поглиблення i зaкрiплeння знань;
- виконання вiртуaльних фiзичних eкспeримeнтiв та проектування оргаызацп дiяльностi учнiв з вiртуaльними лабораторними експериментами;
- робота з цифровими лaборaторiями та проектування оргаызацп дiяльностi учнiв з цифровими лaборaторiями;
- розробка iнтeрaктивних плaкaтiв до тем чи роздЫв курсу фiзики.
Цi види дiяльностi вiдпрaцьовуються пщ час вивчення загального курсу фiзики, методики i технологГ|' навчання фiзики, так i пiд час вивчення дисциплши «Методика застосування електронних освп>лх рeсурсiв (ЕОР) пiд час навчання фiзики». Опишемо оргaнiзaцiю дiяльностi студенев пiд час вивчення цie! дисциплши.
Основними завданнями вивчення дисциплiни е формування у студeнтiв знань про: 1) характеры риси шформацшного сусптьства, особливостi процeсiв iнформaтизaцi! рiзних сфер дiяльностi; можливостi шформацшно-комунiкaцiйних технологш для особистiсного розвитку i професшно! дiяльностi; 2) нормaтивно-прaвовi документи, що стосуються питання iнформaтизaцíi освiти в Укра!ы; 3) сaнiтaрно-гiгiенiчнi норми i eргономiчнi вимоги для комфортного зорового сприйняття iнформaцi! в електронному вигляд^ 5) можливостi змiсту фiзики у формуванн шформацшно-комп'ютерно! грaмотностi учня; и ролi в iнтeнсифiкaцi! процесу вивчення фiзики в умовах комп'ютеризацп; 7) арсенал сучасних принципiв, мeтодiв, зaсобiв i форм оргaнiзaцi! навчання фiзики з використанням ЕОР; 9) типолопю та дидaктичнi можливостi електронних освп>лх рeсурсiв; 10) алгоритм конструювання мультимедшного супроводу до урокiв рiзного типу; i умiнь: 1) aнaлiзувaти, вiдбирaти i структурувати навчальну шформацю рaцiонaльно поеднуючи способи !! подання в друкованому i цифровому вaрiaнтi; 2) проектувати i розробляти авторськ ЕОР i модифiкувaти вже наявш вiдповiдно до поставлено! пeдaгогiчно! мети; 3) методично грамотно оргаызовувати роботу (власну та учня) з вiртуaльними моделями; 4) проектувати i проводити уроки рiзних типiв з використанням ЕОР; 5) aнaлiзувaти провeдeнi уроки з використанням ЕОР; 7) коригувати свою дiяльнiсть i дiяльнiсть учыв у рaзi нeвiдповiдностi досягнутого результату поставленим цтям.
Виходячи з того, що змкт пeдaгогiчного процесу завжди зумовлюеться поставленими цiлями i завданнями, можна говорити про зумовлеысть змкту спeцiaльно! пiдготовки майбутнього вчителя метою дано! дисциплши. Надпредметну мету дисциплши зумовлюе полтредметысть !! змiсту, що виражаеться в необхщносп включити до !! контенту мaтeрiaл, який розглядаеться в ходi вивчення психолого-пeдaгогiчних, фахових i конкретно-методичних дисциплiн, а також шформатики. Тобто, змiст дано! дисциплши не е для студенев абсолютно новим, але в той же час розгляд його рiзних шформацшних бло^в на iнтeгрaтивно! основi в контекст пiдготовки вчителя зумовлюе бтьш високий рiвeнь узагальнення навчального мaтeрiaлу, а, отже, i його яккно новий (надпредметний) рiвeнь. У змют дисциплiни видiляються основнi блоки: теоретичний та практичний. Навчальний мaтeрiaл теоретичного блоку спрямований на формування у майбутнього вчителя знань психолопчних основ використання ЕОР у навчальному процеа. Цьому сприятиме розгляд особливостей сприйняття учнями aудiовiзуaльноi шформацп навчального призначення; вивчення eргономiчних вимог до не!; виявлення психолого-педагопчних основ навчання учыв фiзики в умовах використання мультимедшно! тeхнiки i ЕОР; розкриття принцитв оргaнiзaцi! навчально-виховного процесу з використанням ЕОР, розгляд змкту наявних ЕОР з фiзики, опис мeтодiв, зaсобiв i форм оргaнiзaцi! навчання фiзики в основнiй i стaршiй школi з використанням ЕОР. Практичний блок передбачае формування та розвиток умшь, навичок та способiв дiяльностi розробляти власы електронн освiтнi ресурси та використовувати наявн ЕОР в мeрeжi 1нтернет.
Особливостi розробки мультимeдiйного супроводу до уроюв, основою якого е демонстрации комп'ютeрнi модeлi, та пщготовку студeнтiв до !х розробки з використанням програми PowerPoint описано в дослщжены В.Ф.Заболотного та науков^в його методично! школи [1].
У зв'язку з появою у втьному доступ в мeрeжi 1нтернет iнтeрaктивних проектв, вiртуaльних лaборaторiй, iнтeрaктивних моделей з фiзики тощо виникае потреба у розробц методичного супроводу до оргаызацп нового виду дiяльностi з шформацшними ресурсами.
Для пiдготовки студeнтiв до оргаызацп роботи учнiв з вiртуaльними моделями, формування умiнь розробляти шструкцп для !х дослiджeння на уроц i в позаурочний час, необхщно навчити студeнтiв працювати з такими моделями. Нами запропоновано розпочинати такого виду дiяльнiсть вже пщ час пщготовки та виконання лабораторних робп- з загального курсу фiзики. Студенту пропонуеться робота з вiртуaльною моделлю до виконання реально! лабораторно! роботи як самопщготовка в рeжимi on-line. Для цього нами розроблено конструктив дiяльностi з BipT-уальною моделлю, наведений нижче.
I етап - ознайомлення з iнтерфейсом модел'! (вщпов^ занотовуються в робочому зошит студента).
1. Сформулювати мету дослщження.
2. З'ясувати наявысть блоку «Допомога» або «Довщка»
3. Вказати прилади та установки для дослщження.
4. Вивчити блок керування параметрами експерименту: вказати, як шструменти використовуються для змши параметрiв (вибiр та/або перемщення елементiв, змiна параметрiв курсором, введення початкових i кiнцевих умов, змша часових та/або просторових масштабiв тощо)
5. Уточнити рiвнi доступу в робот з моделлю: блоку введення даних, блоку '¡х обробки та блоку виводу результатiв на екран.
6. Чгтко визначити змiннi параметри експерименту.
7. Проаналiзувати можливостi керування обробкою даних (змiна математично'' задачу що лежить в основi моделювання, використання пакету обробки даних - робота з графтами, статистичний аналiз даних тощо).
8. Проаналiзувати можливост управлiння виведенням результатiв експерименту на екран монiтора (таблиця, графiки функцш, рисунок, динамiчна модель тощо).
II етап - ознайомлення з роботою Moöeni
9. Запустити модель. Змшюючи склад елементв моделi i значення '¡¡' параметрiв у блоцi введення даних, звернпъ увагу на можливi стани системи, особливостi поведiнки моделi в рiзних ситуацiях.
10. Розглянути рiзнi варiанти роботи моделi i фiксацiю отриманих результатiв;
11. Дослщити поведiнку моделi в нових умовах з наступною перевiркою пiд час реального фiзичного експерименту;
III етап - проведення öослiöження(вiдповiдi занотовуються в робочому зошит студента).
12. Скласти план роботи з моделлю:
• визначити «змшний» параметр (параметр, який необхщно змшювати для виявлення особливостей поведшки дано'' моделi);
• з'ясувати, як результати i в якш формi потрiбно зафiксувати в ходi експерименту;
• за наявностi ктькох «змiнних» параметрiв потрiбно роздiлити дослщження на декiлька етапiв роботи, на кожному з яких потрiбно змшювати лише один iз параметрiв, залишаючи iншi параметри незмiнними (якщо поведшка моделi досить зрозумiла в рiзних умовах, то можна одночасно змшювати дектька параметрiв);
• пiд час ктьккних експериментiв необхiдно визначити границ i крок змiни параметрiв експерименту.
13. Визначити способи запису результат роботи моделi (паперовий чи електронний варiант).
14. Виконати дослщження роботи вiртуально¡ моделi за створеним планом та зафтсувати результати експерименту найбтьш рацiональним способом.
15. Виконати (за необхщносп) математичну обробку даних.
16. Проаналiзувати отриманi результати та сформулювати висновки:
• формулюючи висновки, звернпъ увагу на поставлену мету роботи з моделлю та вкажпъ, чи вдалося ¡¡' досягти i в якш мiрi;
• пiд час змши параметрiв комп'ютерно'' моделi обов'язково звернпъ увагу на т ситуацп, в яких вiдбувалася змiна режимiв ¡¡' поведiнки.
17. Якщо робота з моделлю носила дослщницький характер, то визначте цЫ подальшого дослщження:
• цiлi наступного реального експерименту;
• цЫ додаткового вiртуального експерименту;
• цЫ модифiкацi¡ комп'ютерно' програми.
18. Шдготовка звiту про роботу (в уснш або письмовiй форм^ комп'ютерна презентацiя).
Пiсля виконання реального дослщження ми пропонуемо студенту ще раз попрацювати з моделлю з метою визначення меж застосування модел^ дост^рносп результатiв, отриманих в процеа проведення реального i вiртуального експерименту недолiкiв роботи з моделлю тощо.
Таке поеднання реального i вiртуального виконання лабораторних робiт фiзичного практикуму забезпечуе активне використання шформацшного середовища i е важливим пропедевтичним етапом для подальшо' методично'' роботи з моделлю.
Отримавши навички роботи з вiртуальними лабораторними роботами, в процеа методично' пщготовки студент активно включаеться в розробку шструкцш для органiзацi¡ лабораторних робiт шктьного курсу фiзики, використовуючи конструктив роботи з вiртуальними моделями та адаптувавши його для роботи з учнями .
Пщ час методично¡ пщготовки ми пiдключаемо студентiв магiстратури ще до одного виду дiяльностi - роботи з цифровими лабораторiями, зокрема комплексом NOVA-5000. Дана лабораторiя включае комплекс вимiрювальних датчикiв i програмне забезпечення MultiLab i надае можливкть проводити реальний фiзичний експеримент з подальшою комп'ютерною статистичною обробкою результат i представленням ¡х в графiчнiй формi для аналiзу.
Для цтеспрямованого використання вiртуальних об'ектiв на урощ, що включае постановку демонстрацiйного експерименту та використання ЕОР, студенти самостшно розробляють спещальы дидактичнi матерiали, зокрема:
Презента^ю для дидактичного супроводу демонстрацшного експерименту, що включае:
• опис експериментально¡ установки, приладiв, що входять до и складу, та порядку проведення дослщу (з використанням фотозымкв, вiдео та iнших об'ектiв ЕОР, що пояснюють схему, хщ дослщу та його результати);
• опис шструментв i технологiй для реестрацп обробки даних експерименту (наприклад: апаратна технта цифрово¡ лабораторп; MS Excel);
• комп'ютерш моделi для дослщження явищ природи, що вивчаються в експеримент (файл, що допускае автономний запуск модели або посилання на вщповщний ЕОР; запитання i завдання для колективно¡ роботи учнiв з моделлю, шструктивы вказiвки до виконання);
• навчальн об'екти ЕОР з питаннями i завданнями для колективного обговорення.
2. Видеодемонстращя реальних дослав.
3. Систему запитань i завдань для самостiйноí роботи учыв з об'ектами ЕОР для засвоення змiсту фiзичного дослiду.
4. Конспект фрагменту уроку, що включае демонстрацмний експеримент з використанням ЕОР i нових iнструментiв навчально' дiяльностi. Пщготовка такого уроку включае оновлення цтого ряду елементiв уроку: цiлей навчання (формування предметно' 1КТ-грамотност та 1КТ-компетентност учнiв); навчальних завдань уроку (розробка завдань для роботи учыв з вiртуальними навчальними об'ектами, iнструментальними програмами); методiв i прийомiв навчання (включення нових методiв навчально'' роботи учыв з об'ектами та iнструментами вiртуального середовища та методiв керiвництва щею роботою); засобiв навчання (засобiв 1КТ).
Висновки. Проведенi автором дослiдження засвщчують необхiднiсть органiзацií дiяльностi студентiв з електронними освп>лми ресурсами, зокрема вiртуальними моделями, цифровими лабораторiями з метою пщготовки 'х до методично' дiяльностi з використанням ресурсiв iнформацiйного освiтнього середовища.
Список використаних джерел
1. Заболотний В. Ф. Формування методично'' компетентности учителя фiзики засобами мультимедiа /Володимир Федорович Заболотний. - Вшниця: «Едельвейс i К», 2009. - 453 с.
2. Мислщька Н.А. Аналiтичний огляд дослщжень з формування методичних умшь майбутых учителiв фiзики / Науковий часопис Нацiонального педагопчного унiверситету iменi М.П. Драгоманова. Серiя 3. Фiзика i математика у вищм i середнiй школi. - Випуск 16: збiрник наукових праць. - Ки'в: Вид-во НПУ iменi М.П. Драгоманова, 2015. - С. 34-39.
3. Мислщька Н.А. Формування проектувальних методичних умшь у майбутых педагопв / Н.А.Мислiцька // Сучасн iнформацiйнi технолог" та iнновацiйнi методики навчання у пщготовц фахiвцiв: методолопя, теорiя, досвiд, проблеми : Зб.наук. пр. - Вип. 45 - Кжв-Вшниця: ТОВ «Планер», 2016. - С. 284-288.
Анота^я. Мислщька Н.А. Формування шформацшно-проектувальних умнь у майбутнього учителя фiзики.
В умовах становлення iнформацiйного суспльства та iИнтенсивноi 'шформатизацп освти особливоi уваги набувае питання використання електронних осв'тшх ресур^в в начально-виховному процеа загальноосвтшх навчальних заклад'в. Це вимагае формування в'дпов'дних ум'нь у майбутшх учителiв, як ми назвали iнформацiйно-проектувальш. У статт'1 наведено приклади вид'в д'тльностi, де можливе формування в'дпов'дних ум'нь. Описано органiзацiю окремих вид'в дiяльностi пд час вивчення дисципл'ни «Методика застосування електронних осв'тшх ресурсiв пд час навчання ф/'зики». Докладно описано конструктив органiзацii дiяльностi студент'!в з в'ртуальною комп'ютерною моделлю. Акцентовано увагу на можливост'1 формування iнформацiйно-проектувальних ум'нь пд час роботи з в'ртуальними лаборатор'ями, зокрема комплексом NOVA-5000. Наведено перелiк дидактичних матер'юл'в ям студенти самостйно розробляють до уроку, що включае постановку демонстра^йного експерименту та використання електронних осв'тшхресурсiв.
Ключов!слова: iнформацiйне суспльство, iнформацiйнiтехнологи, методична пдготовка, методичн ум'ння, iнформацiйно-проектувальнi ум'ння, електронн освiтнiресурси, в'ртуальна модель.
Аннотация. Мыслицкая Н.А. Формирование информационно-проектировочных умений у будущего учителя
физики.
В условиях становления информационного общества и интенсивной информатизации образования особое внимание приобретает вопрос использования электронных образовательных ресурсов в учебно-воспитательном процессе общеобразовательных учебных заведений. Это требует формирования соответствующих умений у будущих учителей, которые мы назвали информационно-проектировочные. В статье приведены примеры видов деятельности, где возможно формирование соответствующих умений. Описано организацию отдельных видов деятельности при изучении дисциплины «Методика применения электронных образовательных ресурсов при обучении физики». Подробно описано конструктив организации деятельности студентов с виртуальной компьютерной моделью. Акцентировано внимание на возможности формирования информационно-проектировочных умений при работе с виртуальными лабораториями, в частности комплексом NOVA-5000. Приведен перечень дидактических материалов, которые студенты самостоятельно разрабатывают к уроку, включающего постановку демонстрационного эксперимента и использования электронных образовательных ресурсов.
Ключевые слова: информационное общество, информационные технологии, методическая подготовка, методические умения, информационно-проектировочные умения, электронные образовательные ресурсы, виртуальная модель.
Abstract. Mislitska N.A. The formation of information-and-design abilities of future teachers of physics.
In the context of the information society and intensive informatization of education the use of electronic educational resources in the educational process at secondary schools receives special attention. This requires the development of appropriate skills among future teachers which we have called information- and - design. The article gives examples of activities enabling the formation of the relevant skills. The organization of certain activities in the study of the discipline "Methods of use of electronic educational resources for teaching physics" is described. The organization of students' constructive work with a virtual computer model is described. Special attention is paid to the possibility of the formation of information-and-design skills when working with virtual laboratories the N0VA-5000 complex in particular. The list of teaching materials, which students develop independently before a lesson is given. It includes the conduct of demonstration experiments and the use of electronic educational resources.
Key words: information society, information technology, methodical preparation, methodical skills, information-and-designing skills, electronic educational resources, virtual model.
