Научная статья на тему 'Использование инновационных технологий в преподавании физики'

Использование инновационных технологий в преподавании физики Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
1501
268
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОБРАЗОВАНИЕ / ИННОВАЦИИ / БЛОЧНО-МОДУЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ / РЕЙТИНГОВАЯ ОЦЕНКА ЗНАНИЙ / EDUCATION / INNOVATION / MODULE STUDING / CREDIT SYSTEM

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Иванов Анатолий Фёдорович, Горелов Сергей Егорович, Логунова Элла Васильевна

В статье рассматривается использование технологии блочно-модульного и личностно-ориентированного обучения в преподавании физики с целью совершенствования образовательного процесса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Иванов Анатолий Фёдорович, Горелов Сергей Егорович, Логунова Элла Васильевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Improvement Of Physics Teaching Process

Usage of innovative technologies in Physics teaching with the aim of improvement of teaching process is described

Текст научной работы на тему «Использование инновационных технологий в преподавании физики»

Иванов А.Ф., Горелов С.Е., Логунова Э.В. Использование инновационных технологий в преподавании физики // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2015. - №1(1) апрель-июнь. - URL http://e-joumal.omgau.ru/index.php/2015-god/1/16-statya/63-00015

УДК 372.8

Иванов Анатолий Фёдорович

Кандидат сельскохозяйственных наук., доцент ФГБОУВПО ОмГАУим. П.А.Столыпина, г. Омск af. ivanov@omgau.org

Горелов Сергей Егорович

Кандидат биологических наук, доцент

ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина, г. Омск

se.gorelov@omgau.org

Логунова Элла Васильевна

Старший преподаватель

ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина, г. Омск ev.logunova@omgau.org

Использование инновационных технологий в преподавании физики

Аннотация: В статье рассматривается использование технологии блочно-модульного и личностно-ориентированного обучения в преподавании физики с целью совершенствования образовательного процесса.

Ключевые слова: образование, инновации, блочно-модульное обучение, рейтинговая оценка знаний.

Введение. Инновационные технологии представляют собой способ реализации содержания обучения, представляющего собой систему форм, методов и средств обучения, обеспечивающий наиболее эффективное достижение поставленных целей. Выбор технологий обучения связан со спецификой содержания обучения, уровнем развития и подготовленности студентов, количеством обучающихся, уровнем оснащённости учебного процесса.

Основное стратегическое направление развития системы образования заключается в решении проблемы личностно-ориентированного образования, в котором личность обучающегося была бы в центре внимания педагога. В условиях такого обучения

преподаватель выступает в роли организатора активной познавательной деятельности студентов, являясь компетентным консультантом и помощником.

Нельзя рассчитывать на успех, если педагог активно преподает, а обучающийся не участвует в процессе усвоения знаний. Преподаватель должен смоделировать содержание учебной дисциплины на весь период обучения, наметить цели, отобрать важнейшие теоретические сведения, предусмотреть применение дидактических средств обучения, спрогнозировать результаты обучения и продумать способы их достижения. Процесс обучения протекает более эффективно, когда он умело управляется преподавателем.

Одним из таких направлений развития системы образования является модульная технология обучения, которая предусматривает участие обучающегося в учебном процессе, четкость и определенную направленность его действий, эффективность усвоения учебного материала, его познавательную активность, самоконтроль и на его основе корректировку своей деятельности.

Разработанный подход к организации обучения физике используется в ОмГАУ уже в течение нескольких лет, где была создана и апробирована методика блочно-модульного обучения физике в условиях личностно-ориентированного подхода. В ее основе лежит использование следующего комплекса педагогических приемов:

- поблочное планирование учебного материала;

- единая схема рассмотрения теоретических основ предмета;

- использование методических пособий и обобщающих таблиц;

- использование открытых контрольных материалов;

- выбор двух видов контроля (коллоквиума и тестирования);

- открытый доступ студентов к справочной литературе, как при проведении занятий, так и при проведении устных и письменных опросов;

- учет психофизиологических особенностей личности.

Цель применения модульной технологии - повышение заинтересованности студентов в изучении дисциплины, повышение качества знаний и эффективности образовательного процесса, а также развитие самостоятельности при выполнении заданий.

Задачи, способствующие достижению данной цели:

- подобрать учебный материал (в соответствии с образовательной программой) и методы его подачи, позволяющие развивать творческий уровень осмысления материала;

- максимально приблизить содержание учебных занятий к интересам и потребностям личности;

- использовать способы и приёмы, педагогических техник и средств, способствующих свободному раскрытию творческого потенциала студентов;

- разработать поэтапную систему контроля знаний умений и навыков;

- производить корректировку знаний умений и навыков студентов.

Принцип модульности, заключающийся в дроблении учебного материала дисциплины на модули - определенные дозы, дидактические единицы (ДЕ), с конкретными четко определенными целями, задачами и формами контроля создает условия направленности обучения на конечный результат.

Объекты и методы. Рабочие программы дисциплин строятся с учетом следующих принципов:

1. Разделы программы курса физики делятся на отдельные блоки (семестры). Блоки делятся на модули (таблица 1) - дидактические единицы (ДЕ), т.е. семестровая программа по дисциплине разбита на три - четыре модуля (ДЕ).

2. Каждый модуль имеет учебные элементы (компоненты).

3. Модуль предусматривает интенсивную самостоятельную работу студентов, т.е. максимальную индивидуализацию продвижения студентов в учебе (в пределах модуля).

Для всех направлений подготовки дидактические единицы формируются в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС 3-го поколения) к уровню подготовки студентов и в соответствии с учебно-методическим комплексом (УМК).

Весь учебный материал (т.е. семестровая программа по дисциплине), разбит на модули , что удобно не только для преподавателя, но и для организации учебного процесса. Каждый модуль изучается в течение определенного времени. Учебный материал модуля изучается на лекциях (или самостоятельно), на практических и семинарских занятиях, при выполнении лабораторных работ и индивидуальных заданий, при подготовке к коллоквиумам и контрольным работам. Каждый модуль заканчивается тестом или коллоквиумом. По итогам проводится коррекционные консультации, на которых повторно прорабатываются вопросы, вызвавшие затруднения.

Содержание обучения представляется в законченных самостоятельных информационных блоках, усвоение его происходит в соответствии с целью обучения, цель формируется для студента и содержит в себе указание не только на объем изучаемого материала, но и на уровень его усвоения. Кроме того, каждый студент, работая индивидуально в границах модуля, получает от преподавателя консультации, советы.

Учебный модуль представляет собой логически завершенную цепочку (ДЕ) -законченный раздел курса. Модульное обучение предполагает изменение форм общения преподавателя со студентами; он общается с ними как посредством модулей, так и с каждым студентом индивидуально.

Таблица 1

Основные разделы физики, подлежащие контролю (дидактические единицы учебного материала)

№ п/п Наименование модуля (дидактической единицы дисциплины) Наименование темы задания

1. Физические основы классической механики. 1.1. Кинематика и динамика материальной точки.

1.2. Твёрдое тело как система частиц. Динамика твёрдого тела.

1.3. Работа, энергия, мощность.

1.4. Законы сохранения в механике.

2 Молекулярная физика и термодинамика. 2.1. Термодинамические системы. Идеальный газ. Газовые законы. Уравнение Менделеева - Клапейрона.

2.2. Физические основы молекулярно-кинетической теории. Основное уравнение МКТ. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа.

2.3. Основы термодинамики. Внутренняя энергия. Теплота. Способы передачи теплоты. Первый закон термодинамики и его применение к различным изопроцессам.

2.4. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы. Принцип действия тепловой и холодильной машины. Энтропия.

3 Электричество и магнетизм. 3.1. Электрический заряд, его свойства. Закон Кулона. Электрическое поле. Основные характеристики электростатического поля - напряжённость и потенциал.

3.2. Постоянный электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа.

3.3. Магнитное поле в вакууме. Магнитное взаимодействие токов. Закон Ампера. Сила Лоренца.

3.4. Магнитное поле постоянных токов. Напряжённость магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитный поток.

3.5. Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция.

4 Колебания и волны. 4.1. Механические колебания. Гармонические колебания. Основные характеристики колебательного движения. Маятники.

4.2. Волны. Образование волн. Продольные и поперечные волны. Уравнение волны. Плоская электромагнитная волна.

5 Оптика. 5.1. Законы геометрической оптики.

5.2. Элементы волновой теории света. Интерференция света. Дифракция света. Дифракция света от одной щели. Дифракционная решётка.

5.3. Квантовая природа излучения. Фотоэффект.

6 Атом, ядро. 6.1. Строение атома. Постулаты Бора.

6.2. Строение и свойства атомных ядер. Протоны и нейтроны. Изотопы. Радиоактивность. Ядерные реакции.

Модуль помогает студентам, пропустившим занятия, изучать учебный материал модуля без вмешательства преподавателя. Каждый студент работает большую часть времени самостоятельно, учится планированию, организации, контролю и оценке своей деятельности. Каждый может определить уровень своих знаний, увидеть пробелы в знаниях и умениях.

Преподаватель может безболезненно перейти на рейтинговую систему оценивания своей деятельности и деятельности студентов, т.к. это уже заложено в модуле. В журнале преподавателя имеются оценочные колонки по каждому элементу модуля, что позволяет отследить способности каждого студента и на основании этого предлагать им задания разной степени сложности. Данная технология позволяет преподавателю индивидуализировать работу с отдельными студентами путем консультирования каждого из них, дозирования персональной помощи.

Начиная работу с новым модулем, можно проводить входной контроль знаний и умений студентов, чтобы иметь информацию об уровне их готовности к работе.

По завершению работы с модулем осуществляется выходной контроль. Для успешной работы с модулем содержание должно быть представлено таким образом, чтобы студенты эффективно его усваивали. Для осуществления выходного контроля по каждому модулю разработаны тесты (контрольно-измерительные материалы, сокращённо - КИМы) для всех направлений подготовки в соответствии с УМК.

Выполнение тестовых заданий становится индивидуальной творческой работой каждого студента. Индивидуальный или личностно-ориентированный подход при использовании тестов проявляется:

• в использовании разных вариантов однотипных тестов;

• в применении тестовых заданий разной степени сложности и трудности;

• в дифференцированном инструктировании студентов при выполнении тестовых

заданий;

• в корректировании доступности тестовых заданий по одному модулю для студентов с

разным уровнем общего развития и предшествующего обучения.

Тестовые задания могут использоваться не только для выходного контроля блочно-модульного обучения, но и для итогового контроля по дисциплине.

Таким образом, принцип построения учебного процесса, с применением элементов блочно-модульного обучения, отбор форм и методов работы базируются на использовании дифференцированного подхода, что заметно улучшает качество усвоения материала, повышает заинтересованность студентов в получении практических навыков и, пожалуй, заинтересованность в дальнейшем совершенствовании своих знаний и практических умений.

Выбор форм и методов изучения модуля в технологии блочно-модульного обучения зависит от целей, от содержания поставленных вопросов. При этом на преподавателя возлагается очень ответственная функция - определить эффективность достижения студентом конечной цели обучения на каждом его этапе и внести соответствующие коррективы. Для этого в блочно-модульной системе можно использовать рейтинговую оценку знаний студентов.

Рейтинг - это сумма баллов, набранная студентом в течение некоторого промежутка времени по определённым правилам, не изменявшимся в течение этого промежутка.

Сумма баллов каждого студента складывается из текущего, рубежного и итогового (общего) рейтинга.

Текущий рейтинг - это сумма баллов, набранная студентом при изучении одного учебного модуля.

Рубежный рейтинг - это сумма баллов за усвоение нескольких учебных модулей. Как правило, каждый модуль содержит лабораторные занятия, семинары, коллоквиумы, индивидуальные задания и другие виды работ. Сумма баллов за их выполнение составляет рубежный рейтинг.

Итоговый или общий рейтинг состоит из суммы баллов, набранных студентами после изучения всех учебных модулей в данном семестре.

Рейтинг формируется в течение всего периода обучения студентов. Итоговый рейтинг по дисциплине учитывает результаты всех промежуточных этапов контроля за весь семестр. Результаты контроля оцениваются в баллах и суммируются от этапа к этапу.

Результаты исследований. Рассмотрим рейтинговую оценку знаний студентов в технологии блочно-модульного обучения.

Студенту для получения зачёта необходимо, чтобы итоговый рейтинг за все виды работ в семестре был больше или равен 0,71* Rmax, где Rmax - максимальная сумма баллов за все виды работ в семестре. Максимальный балл, который ставится за лабораторное занятие, равен 3 (Примечание. Студент получает зачёт при условии выполнения всех лабораторных работ в семестре). Промежуточные баллы за лабораторное занятие выставляются следующим образом: 1 балл ставится за лабораторную работу, если она выполнена и рассчитан конечный результат; 2 балла ставится при оценке теоретической подготовки (оцениваются теоретические аспекты соответствующего раздела физики); 3 балла ставится за лабораторную работу, когда сданы теория, эксперимент и сделан вывод по работе.

В семестре проводится 6 решений задач. Максимальный балл за одно занятие при условии активной работы студента равен 1. На кафедре имеются методические разработки с корректировкой задач по степени сложности [1, 2, 3].

Количество индивидуальных заданий в семестре равно 3. Максимальный балл за индивидуальное задание 3 балла, которые выставляются, если выполнено 7 заданий из 10. В семестре проводится 3 коллоквиума (или тестовый контроль по дидактической единице), которые оцениваются следующим образом: отлично - 10 баллов, хорошо - 8 баллов, удовлетворительно - 6 баллов.

Для получения зачёта студенту необходимо набрать 45 баллов (0,71* Rmax= 44,73). Активно работающие студенты могут получить дополнительные баллы. Так за написание реферата добавляется 5 баллов за один реферат. Студенты, пропускающие занятия без уважительной причины, лишаются определённого количества баллов. Например, за пропущенные 6 часов лекций (3 пары) снимается 6 баллов.

Результаты заданий в их законченном виде преподаватель принимает только один раз, т. е. рейтинговая система предполагает одноразовый подход при контроле знаний и умений (при защите лабораторных работ, при сдаче коллоквиумов, при собеседованиях по индивидуальным заданиям). Повторное предъявление результатов работ не повышает рейтинга.

В итоге за весь период обучения студент набирает сумму баллов, которая характеризует его уровень успехов в учёбе в сравнении с другими студентами, то есть определяются места, которые он занимает в группе и на курсе.

Если не набран нужный рейтинг (45 баллов), то для получения желаемого зачёта, необходимо выполнение всех лабораторных работ, сдача всех коллоквиумов и индивидуальных заданий.

Перед началом учебного года студенты знакомятся с рейтинговой системой оценки знаний и перечнем требований к качеству выполнения заданий (или критериями оценки знаний студентов). В ходе учебного процесса преподаватель знакомит студентов с показателями рейтинговых приращений в течение прошедшего месяца. Осуществляется ежемесячный мониторинг успешности обучения студентов. В результате у студентов возникает желание активизировать свою работу, что приводит к улучшению успеваемости и качества знаний [4, 5, 6].

Заключение. Таким образом, применение технологии блочно-модульного обучения и рейтинговой системы контроля знаний позволяет стимулировать выполнение студентами видов учебной деятельности и влияет на успешность их обучения. В процессе использования рейтинговой системы у студентов появляется соперничество, повышается интерес к предмету, что позволяет им полнее раскрыть свои способности.

Ссылки на источники:

1 . Быкова Н.П. Решение текстовых задач на основе их моделирования. Учебно-методическое пособие / Н.П. Быкова, Н.Г. Рыженко. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2006. - 92 с.

2. Быкова Н. П. Задания к внеаудиторной академической работе студентов по дисциплине «Физика» / Н.П. Быкова, Т.В. Кошкарова, А.Ф. Иванов. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2008. - 60 с.

3. Горбунова Л.А. Сборник уровневых дифференцированных текстовых задач по физике / Л.А. Горбунова, Н.Г. Рыженко. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2006. - 67 с.

4. Иванов А.Ф. Применение элементов технологии блочно-модульного обучения в преподавании физики / А.Ф. Иванов // Материалы международной учебно-методической конференции по актуальным проблемам процесса обучения и модернизации аграрного образования. - Саратов, 2007. Ч.1. - С. 123-126.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Иванов А.Ф. Элементы модульной системы обучения в преподавании физики и активизация самостоятельной работы студентов / А.Ф. Иванов // Альманах современной науки и образования. - Тамбов: «Грамота», 2008.- №1(8). - С. 78-79.

6. Иванов А.Ф. Об организации контроля и активизация работы студентов по дисциплине / А.Ф. Иванов // Фундаментальные науки и образование: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Бийск: БГПУ им. В.М. Шукшина, 2010. - С. 217-219.

Anatoly Ivanov, Sergey Gorelov, Ella Logunova

Omsk State Agrarian University n.a. P.A. Stolypin, Omsk Improvement Of Physics Teaching Process.

Abstract: Usage of innovative technologies in Physics teaching with the aim of improvement of teaching process is described.

Key words: education, innovation, module studing, credit system.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.