CC BY
51
ы_
Боброва О. В., Крахоткина В. К. ЕЕТВ1 Использование новых информационных технологий в процессе формирования.
ПЕЛНГПГИМЕСКИЕ ПШ1
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ ФИЗИКИ
О. В. Боброва, В. К. Крахоткина
USE OF NEW INFORMATION TECHNOLOGIES IN PROCESS OF DEVELOPING PHYSICS TEACHER'S PROFESSIONAL COMPETENCES
Bobrova O. V., Krakhotkina V. K.
The experience of methodological training of a physics teacher in the university is presented in the article, the possibility of using information technologies is shown, and the forms of students' work with digital educational resources and new information media are given.
В статье представлен опыт методической подготовки преподавателя физики в университете, показана возможность использования информационных технологий, приведены! формыI работыI студентов с цифровы1ми образовательными ресурсами и новыми информационны1ми средами.
Нлючевыэ/е слова: компетентностны1й подход, цифровы/е образовательны/е ресурш, информационная среда, профессиональные компетенции.
УДК 007:378:53
Педагогические исследования свидетельствуют о том, что начиная с 70-х годов прошлого столетия (момент вхождения в информационную эпоху) говорить о «жёстких образовательных конструкциях» стало бесперспективно. Профессиональные умения учителя изменяются не так быстро, как обновляется знание, поэтому учитель должен владеть педагогическими технологиями, которые позволили бы ему быть мобильным и решать педагогические задачи в соответствии с требованиями времени.
В настоящее время перед школой стоит задача реализации в образовательной практике личностно-ориентированных педагогических систем. Учитель становится не только источником знаний, но и организатором активной познавательной деятельности школьников, поэтому необходимо модернизировать формы обучения, включать в практику преподавания такие способы деятельности учащихся, которые позволяли бы формировать ключевые компетенции (1).
Компетентностный подход в физическом образовании предполагает, что учащиеся должны включаться в активную познавательную деятельность, только самостоятельная деятельность позволяет формировать глубокие прочные знания, приобретать опыт определённого вида деятельности.
Применение ИКТ, цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) позволяет реализовать компетентностный подход в образовании, разнообразить и комбинировать средства педагогического воздействия на ученика.
Формирование профессиональных умений по использованию информационных технологий в учебном процессе необходимо начинать в период обучения в университете.
В курсах «Методика преподавания физики» и «Научные основы школьного курса физики» мы выделяем следующие модули: «Использование ЦОР в процессе изучения физики базовой школы», «Использование ЦОР в процессе изучения физики профильной школы».
Содержание модулей направлено на обучение будущего учителя, решать следующие профессиональные задачи:
- конструировать содержание, методы и технологии обучения физике на основе компетентного подхода;
- разрабатывать планы уроков, позволяющие строить индивидуальные образовательные траектории учащихся.
- использовать информационные ресурсы для проведения уроков физики.
- устанавливать взаимодействие с другими субъектами (учащимися, студентами, преподавателями) образовательного процесса с помощью ИКТ.
В процессе изучения теоретического материала формируются и развиваются следующие профессиональные компетенции будущего учителя:
- знание и использование компьютерных технологий обучения, используемых в процессе преподавания физики;
- владение методикой проведения занятий по предмету с применением информационных технологий.
Студенты должны научиться:
- анализировать ЦОР с точки зрения их использования, научности и методической содержательности;
- органично встраивать фрагменты ЦОР в учебный процесс для актуализации заданий, для приобретения новых знаний, для тренинга, контроля и самоконтроля знаний;
- использовать научную информацию различного характера, которая интерпретирует явления, законы, с разнообразных точек зрения.
Студенты должны овладеть методикой использования современных приёмов, методов и средств обучения и контроля, информационных и компьютерных технологий при обучении школьников физике.
Использование цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) в процессе изучения курсов «Методика преподавания физики» и «Научные основы школьного курса физики» позволяет совершенствовать систему методической подготовки будущего преподавателя. Включение компьютерных программ в учебный процесс дополняет средства обучения, используемые в процессе преподавания предмета. Применение новых информационных технологий изменяет учебную среду, в которой происходит процесс обучения.
Цифровые образовательные ресурсы:
- позволяют иллюстрировать физические процессы и явления, а не направлены на обеспечение работы учителя и/или заменяют его;
- предоставляют совокупность взглядов (информацию) на проблему, а не обозначают единственно верную точку зрения;
- содержат критерии оценивания уровня достижений учащихся, то есть лишают учителя положения судьи.
В коллекцию цифровых образовательных ресурсов, используемых нами в системе методической подготовки, входят:
- библиотека электронных наглядных пособий «Физика 7-11 класс» (ООО «Кирилл и Мефодий»);
- библиотека электронных наглядных пособий «Физика 7-11 класс» (ООО «Дрофа», ЗАО «1С»);
- электронное издание «Физика - 10» («Илекса - Москва»);
Боброва О. В., Крахоткина В. К.
Использование новых информационных технологий в процессе формирования...
Тема урока:
Поляризация света
Выполнили студенты 5Ф: Гончарова В.М., Уклеин Р.И.
СГУ, 2007
Рисунок 1. Главное окно презентации к уроку «Поляризация света»
- Электронное издание по дисциплине «Физика» для подготовки к единому государственному экзамену (ЕГЭ) 10-11 класс;
- «Физика (физико-математический профиль)», 10 класс, Чижов Г. А., Ханнанов Н. К.;
- «Физика и астрономия», 7 класс, Пинский А. А., Разумовский В. Г., Дик Ю. И.
Эти программы являются средствами учебного назначения, которые содержат набор информационных моделей физических явлений и процессов, соответствующих школьной программе по физике 7-11 классов.
Работая с этими программами, студенты конструируют уроки различных типов. Предлагают формы работы с компьютерными моделями, определяют на каком этапе урока и с какой целью можно использовать конкретные видеоматериалы, анимации, рисунки. Разрабатывают также задания с программами для учащихся, которые бы активизировали познавательный процесс, сделали бы его интересным для детей.
Профессиональные умения формируются как в процессе изучения теоретического материала, выполнения заданий на практических занятиях, так и в процессе самостоятельной работы студентов.
Нами разработана тематика заданий для организации самостоятельной работы студентов по курсу «Методика преподавания физики». В рамках этой работы студентами была предложена презентация к уроку на тему «Поляризация света», насыщенная электронными демонстрациями, видеофрагментами, рисунками и графическими зарисовками, позволяющими помочь учащимся наиболее глубоко проникнуть в суть изучаемого явления, понять механизм его возникновения (см. рис. 1)
Разработанная презентация к уроку предполагает следующий план его проведения.
На первом этапе ставится вопрос о характере световых волн. Здесь на основе видеофрагмента рассматривается явление двойного лучепреломления. Данный слайд содержит также графическую схему рассматриваемого явления (см. рис. 2).
Анимация, графическое пояснение и формульный фрагмент параграфа на следующих слайдах позволяют наглядно продемонстрировать изучаемое явление и описать его характеристики. Рассматриваемая анимация не содержит звукового сопровождения, поэтому учитель сам может комментировать этот динамический объект (см. рис. 3).
Рисунок 2. Поперечность световых волн
Рисунок 3. Опыт с турмалином
Рисунок 4. Амплитуды световых волн
На основе графических изображений проводится сравнение естественного и поляризованного света, даётся вывод важной характеристики поляризованной световой волны - амплитуды (см. рис. 4).
Учитель может не писать на доске данные формулы, а ученики в то же время могут конспектировать важные моменты, если учитель считает это психологически оправданным и способствующим лучшему усвоению материала.
Далее приводится механическая модель опытов с турмалином, представляющая собой анимацию также без звукового сопровождения. В качестве обобщения изучаемого материала в презентации рассматриваются видеофрагменты поляризации естественного света в системе двух поляроидов и поляризация СВЧ -волн (см. рис. 5).
На заключительном этапе предполагается решение видеозадачи, содержащей демонстрацию эксперимента, требующего объяснения учениками. Данная задача используется в конце урока в качестве элемента закрепления и обобщения изучаемого на уроке нового материала либо для смены деятельности учащихся на уроке. При этом предполагается, что задачу учитель будет использовать, имея в кабинете только один компьютер и мультимедиа-проектор.
Для выполнения задачи возможны разные варианты работы учеников. Можно вызвать одного ученика к доске, а потом проверить правильность решения, задействовав весь класс, либо предложить ученикам решить задачу индивидуально с последующим обсуждением полученных результатов. Если у учащихся при решении задачи возникают затруднения, то структурой презентации предусмотрено выведение поэтапного её решения, предполагающего теперь уже фронтальный разбор задачи в классе. Если ученики в классе выполнили задание, а ученик у компьютера - нет, то возможна смена учащихся. Поскольку решение задачи, включенной в презентацию к уроку, содержит несколько этапов, то смена учеников у доски может происходить после выполнения очередного этапа. Такое использование кадра презентации является уже элементом тренинга.
Одним из последних примеров использования новых информационных технологий в преподавании в школе, а так же в высших учебных заведениях является новая информационная среда обучения физике в школе - Coach (см. рис. 6).
Компьютерная лаборатория Coach сочетает в себе натуральный эксперимент с новейшими технологиями и компьютерной обработкой результатов, что позволяет ученикам сразу привыкнуть к новым методам обработки информации. Этот комплекс позволяет не только повысить уровень интереса школьников к изучению физики, но и позволяет им лучше понять, где применимы знания по физике, проводить эксперименты, как с использованием инструкций, так и с предложением своих экспериментов. Опыты с этой лабораторией позволяют ученикам «окунуться» в исследование. Так, например, в опыте «Пройти в соответствии с графиком» пе-
Рисунок 5. Механическая модель опытов с турмалином
ы
Боброва О. В., Крахоткина В. К. ЦЩ^ Использование новых информационных технологий в процессе формирования.
ред учениками открывается совершенно новый мир знаний, понимается глубже принцип проведения измерений, понимание значимости графиков и то, какую информацию они отражают.
В рамках выпускной квалификационной работы студентом 5 курса физико-математического факультета специальности «Физика» Таргонием Дмитрием был разработан ряд лабораторных работ с применением среды Coach. Предлагаемые ученикам лабораторные работы в этом комплексе имеют продуманную и последовательную структуру. Каждая из них содержит такие элементы, как:
- введение в изучаемую проблему, где кратко рассказывается о том, где человек может сталкиваться с подобным явлением;
- краткую теорию и краткие исторические сведения по изучаемому явлению;
- цель лабораторной работы;
- список оборудования, с помощью которого можно проводить измерения;
- последовательность выполнения работы, где пошагово расписаны все этапы и последовательность действий по выполнению поставленной задачи;
- приведены схемы электрических цепей, если они имеются в данной работе;
- ученикам предлагается провести анализ результатов, сделать выводы по работе, используя полученные данные, или ответить на поставленные вопросы, нацеленные на то, чтобы при ответе на них ученик обратил внимание на существенные моменты работы, понял физический смысл изучаемого вопроса, учился анализировать и делать собственные выводы;
- приведены дополнительные задания для закрепления материала, позволяющие ученикам поэкспериментировать самостоятельно, изменить начальные данные и пронаблюдать изменения.
К преимуществам разработанного комплекса можно отнести:
- описание работ содержит иллюстративный материал, который помогает учащимся спланировать эксперимент;
- в процессе выполнения работы ученикам предлагается самостоятельно сделать предположение о том, какими могут быть результаты, правильность или ошибочность которых будет проверяться в ходе эксперимента, что дает возможность ученикам учиться делать собственные предположения и правильно излагать их, и, главное, дает возможность учиться предвидеть и предугадывать результат эксперимента, учит учеников, пользуясь новейшими технологиями, не только производить измерения, но и обрабатывать результаты, читать графики, используя графический материал делать выводы.
На базе лаборатории Цифровых образовательных ресурсов и педагогического проектирования СГУ были апробированы следующие лабораторные работы с использованием лаборатории Coach:
- Изучение движения;
- «Пройди в соответствии с графиком»;
Рисунок 6. Вид прибора среды Coach
- Изучение зависимости скорости от времени;
- Проверка закона охлаждения Ньютона;
- Проверка закона Ома;
- Изучение разрядки конденсатора;
- Изучение явления электромагнитной индукции.
Использование программы Coach позволяет решать и обсуждать реальные проблемы, которые нельзя разрешить аналитически. Благодаря этой среде стало возможным сравнивать результаты реального эксперимента с теорией. Все это повышает интерес учащихся к предмету, т. к. такие современные методы обучения очень близки детям (2).
Лаборатория Coach является эффективным средством проведения лабораторных работ на уроках физики, дополнением к лабораторному практикуму, который предусмотрен программой по физике полной средней школы.
Практика преподавания показывает, что систематическое использование в учебном процессе новых технологий, информационных сред активизирует деятельность студентов, способствует формированию важных профессиональных компетенций. Презентации к урокам востребованы учителями средних школ Лучшие работы студентов, разработки уроков с использованием ЦОР были опубликованы, студенты докладывали свои результаты на конференциях различного уровня.
1. Каспржак А. Г. Как новые учебные материалы могут помочь решить проблемы, стоящие перед образованием? Учебные материалы нового поколения в проекте ««Информатизация системы образования» (ИСО). - М.: Локус-Пресс, 2008. - 64 с.
2. Кораблева Е. В. Coach 6 - универсальная среда для обучения физики: Электронный ресурс http://www.ict. edu. ru/eor2008files/597. doc.
Боброва Оксана Владимировна, Ставропольский государственный университет, специалист по учебно-методической работе лаборатории ЦОР и ПП. Сфера научных интересов - использование цифровых образовательных ресурсов в методической подготовке студентов в университете. Опубликовано более 20 работ. bobrova_ov@mail.ru
Крахоткина Валентина Кузьминична, Ставропольский государственный университет, кандидат педагогических наук, доцент кафедры общей физики, председатель УМК физико-математического факультета. Сфера научных интересов - совершенствование профессиональной подготовки преподавателя физики. Опубликовано более 50 работ. кга1ю1ктаУ@таП. ги
ЛИТЕРАТУРА
Об авторах
