CC BY
167
ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА
УДК 3 72.853 ББК 4426.223
ГСНТИ 14.25.09
Код ВАК 13.00.01
Р. М. Абдулов
Екатеринбург
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИНТЕРАКТИВНЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ
ПРИ РАЗВИТИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ УЧАЩИХСЯ В ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: интерактивность; интерактивные средства обучения; исследовательские умения; интерактивная доска; методические приемы.
АН НОТАЦИЯ. Рассматриваются виды интерактивного взаимодействия участников педагогического процесса в информационно-образовательной среде. Анализируются возможности интерактивного взаимодействия при развитии исследовательских умений учащихся в обучении физике. Приводятся методические приемы использования интерактивных средств обучения на уроках физики при организации учебной деятельности школьников исследовательского характера.
R. М. Abdulov
Ekaterinburg
USE OF MODERN INTERACTIVE TUTORIALS IN DEVELOPMENT
OF RESEARCH ABILITIES OF PUPILS IN THE COURSE OF TEACHING PHYSICS
KEYWORDS: interactivity; interactive tutorials; research abilities; interactive board; methods.
ABSTRACT. Types of interactive interaction of participants of pedagogical process in the information and educational milieu are considered. Possibilities of interactive cooperation in development of research abilities of pupils in the course of teaching physics are analyzed. Methods of use of interactive tutorials at the lessons of physics in the organization of educational activity of pupils of research character are given.
Исследование выполнено при поддержке МОиН РФ, соглашение № 14.В37.21.1013 «Система естественнонаучной и технологической подготовки молодежи к инновационной деятельности».
овременные технические средства обучения (ТСО) становятся все бо-
дическои литературе под интерактивностью обычно понимают взаимодеИсгвие субъектов обучения в ходе непосредственного контакта. Е. О. Иванова и И. М. Осмоловская в своеИ работе выделяют понятие интерактивности в информационной образовательной среде — это возможность ученика взаимодействовать с элементами среды для достижения своих познавательных целеИ. При этом и сама среда является активноИ, откликаясь на запросы пользователя определенным образом. То есть в процессе обучения, помимо двух деИствующих субъектов — учителя и ученика, появляется еще один элемент, которыИ может оказать существенное влияние на ход и результаты обучения [3. С. 38].
лее востребованными в образовательном процессе и активно используются участниками этого процесса как для подготовки к урокам, так и для предъявления и обработки учебной информации. Персональный компьютер, цифровая фото- и видеотехника, интерактивная доска и др. обладают высокой степенью интерактивности, которая проявляется в способности этих средств активно и разнообразно реагировать на действия пользователя. Благодаря интерактивности ТСО учитель может создать уникальную учебную среду для решения различных дидактических задач. Перед учащимися открываются возможности, позволяющие им быть не только наблюдателями, но и активными участниками образовательного процесса.
На рис. 1 представлена схема интерактивного взаимодеИствия учителя и ученика
вИОС.
Информационно-образовательная среда (ИОС) — это системно организованная совокупность информационного, технического, учебно-методического обеспечения, неразрывно связанная с человеком как с субъектом образования [4].
Рассмотрим процесс взаимодеИствия субъектов педагогического процесса и ИОС:
- интерактивное взаимодеИствие учителя
- интерактивное взаимодействие уча-
сИОС.
щихся и ИОС.
Одним из основных свойств этой среды является интерактивность. В научно-мето-
- интерактивное взаимодействие учите-
ля, учащихся и ИОС.
© Абдулов Р. М., 2012
В первом виде взаимодеИствия учитель является либо источником знаниИ, либо их транслятором. ВтороИ вид интерактивного взаимодеИствия предполагает, что учащиеся используют различные носители инфор-
мации в соответствии с их учебно-познавательными потребностями. ТретиИ вид интерактивности позволяет одновременно взаимодеИствовать учителю, учащимся и ИОС в учебно-воспитательном процессе.
Рис. 1. Интерактивное взаимодействие участников информационно-образовательной среды
Основным инструментом видов интерактивного взаимодеИствия являются интерактивные средства обучения (ИСО). Под ИСО мы будем понимать средства, которые способствуют возникновению диалога между участниками учебного процесса и техническими средствами обучения в режиме реального времени. Обучение в ИОС с использованием ИСО обеспечивает бесспорные преимущества перед техническими средствами предыдущего поколения, особенно в качестве и динамике передачи изображения и звука, в скорости осуществления обратноИ связи между субъектами обучения. Интерактивные технологии позволяют обеспечить формирование глубоких знаниИ у учащихся, развитие у них соответствующих умениИ и навыков.
Интерактивность в обучении с использованием ИСО предполагает организацию диалогового общения, которое ведет к взаимопониманию, взаимодеИствию, к совместному решению значимых для учащегося задач. В процессе этого диалога школьники учатся критически мыслить, решать сложные проблемы на основе анализа информации, принимать продуманные решения.
Исходя из требованиИ федерального образовательного стандарта общего образования мы должны сформировать личность, способную к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнеИшеИ индивидуальноИ траектории образования на базе ориентировки в мире профессиИ и профессиональных предпочтениИ, с учетом устоИчивых познавательных интересов [7].
Одним из путеИ реализации этих требованиИ является организация учителем
такоИ деятельности учащихся, которая позволит им реализовать свои познавательные потребности с учетом их способностеИ и специфики учебного предмета, в частности физики.
В настоящее время наиболее актуальным видом учебноИ деятельности учащихся при обучении физике является исследовательская деятельность, так как она позволяет сформировать личность, обладающую исследовательскими умениями и готовую к решению нестандартных задач в професси-ональноИ сфере. Внедрение этоИ деятельности в учебныИ процесс будет наиболее эффективно, если в нем использовать современные интерактивные средства обучения. Эти средства обеспечивают следующие виды учебноИ деятельности: регистрация,
сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах; передача достаточно больших объемов информации, представленных в различноИ форме. Благодаря им появляется возможность осуществлять интерак-тивныИ диалог не только с обучающим, но и с ИОС.
Под исследовательскими умениями мы будем понимать готовность и способность обучаемых выполнять деИствия в процессе исследовательскоИ деятельности на основе осознанного использования существующих у них знаниИ, умениИ, навыков в соответствии с логикоИ научного исследования.
Анализ учебно-методическоИ литературы [5; 6 и др.], посвященноИ формированию понятия «исследовательские умения», позволил нам сделать следующие выводы:
- формирование исследовательских умениИ учащихся и оценки результатов
этого процесса осуществляется в исследовательскоИ деятельности;
- критерием сформированности исследовательских умениИ у школьников является их готовность к самостоятельному проведению учебного исследования;
- исследовательские умения представляют собоИ систему знаниИ и умениИ, используемых учащимися в исследовании;
- исследовательская деятельность учащихся должна соответствовать логике научного исследования.
В диссертационных исследованиях последних лет (У. Ю. Кукар, С. И. Панькина, А. Б. Мухамбетова и др.) сделаны попытки систематизировать исследовательские умения. По нашему мнению, в процессе осуществления исследовательскоИ деятельности у учащихся будут формироваться следующие умения: интеллектуальные (формулировать проблему, определять объект, предмет, цель и задачи исследования и выдвигать гипотезу, умения анализировать, синтезировать, классифицировать, обобщать, сравнивать, моделировать, умение устанавливать причинно-следственные связи), экспериментальные (сборка экспери-ментальноИ установки, умения проводить эксперимент, наблюдать), практические (конструирование, устранение неполадок, настроИка приборов), рефлексивные (умение анализировать собственные деИствия, оценивать свою деятельность, сопоставлять полученные результаты исследования с ги-потезоИ).
Рассмотрим примеры интерактивного взаимодеИствия учителя, учащегося и ИОС в процессе развития исследовательских
Прием 2. Нарисовать поверх карты систему координат, выделить объекты наблюдения (дом, школу); из начала координат провести радиус-векторы к объектам (рис. з). Затем перевести этот рисунок на чистый лист интерактивной доски и рассматривать перемещение материальной точки вне реальных объектов.
умениИ учащихся на уроках физики.
Использование интерактивной доски и программного пакета ДубльГИС при изучении основ кинематики [1].
ДубльГИС — это бесплатныИ электрон-ныИ справочник организациИ с картами городов России. Применяя электронную карту своего города и отображая ее на ин-терактивноИ доске, учитель сможет выбрать реальные объекты (например, школу и дома, где проживают учащиеся) и на их основе разработать примеры и задачи, используемые при изучении кинематики.
Поскольку при изучении кинематики учащиеся с трудом усваивают такие абстрактные понятия, как «материальная точка», «система отсчета», «траектория», «путь», «радиус-вектор», «перемещение», «средняя скорость», которые чаще всего не имеют конкретного образа в их представлении, то необходимо подбирать такие примеры, которые имели бы для них смысловое значение.
Прием 1. С помощью инструментов ин-терактивноИ доски (например, «умное перо») учитель изображает поверх карты города систему координат и показывает учащимся, что местоположение объекта можно задать не только обычным адресом - ули-цеИ, номером дома, но и координатами х и у и тем самым ввести понятие «системы координат» (рис. 2).
В качестве объекта лучше выбирать реально существующее здание, например дом, где проживает ученик, или школу, в кото-роИ он учится.
Рис. 3
Использование предложенных методических приемов позволит учителю формировать у учащихся интеллектуальные исследовательские умения — осуществлять переход от конкретного к абстрактному, сравнивать математические модели с реальными объектами. В данных примерах это реализуется через перевод от реально
представленноИ местности к математиче-скоИ модели описания местоположения выбранного объекта в системе координат. Схема деятельности учащихся при прове-
дении лабораторныих работ с использованием современны1х технических средств (рис. 4).
Рис. 4. Схема деятельности учащихся при проведении лабораторных работ с использованием современных технических средств
На этоИ схеме выделены два основных блока:
I. Экспериментальная установка.
II. Средства для обработки данных.
В состав экспериментальноИ установки входит помимо традиционного лабораторного оборудования и цифровоИ фотоаппарат, которыИ выполняет функцию прибора, регистрирующего данные опытов. Средство для обработки данных состоит из персонального компьютера и дополнительного программного обеспечения, например «У^иаШиЬ». У^иаШиЬ — это бесплатныИ видеоредактор, которыИ позволяет покадрово просматривать видеофайлы и фиксировать продолжительность видеосюжета с точностью до одноИ тысячноИ секунды. При анализе видеофрагмента эксперимента в этоИ программе учащиеся овладевают видеографическим методом исследования физических явлениИ. (Например, в научных исследованиях этот метод применяется для детального изучения траектории полета пули, структуры взрыва, распространения вибрациИ по поверхности металла.)
Стрелками указаны деИствия учащихся в ходе лабораторноИ работы:
Сформулировать цель работы; изучить своИства, закономерности протекания, характерные особенности и основные пара-
метры того или иного физического явления; изучить правила техники безопасности при работе с цифровым фотоаппаратом (по инструкции к работе).
Собрать экспериментальную установку; отработать технику выполнения опыта, т. е. воспроизвести явление и добиться предполагаемого результата; обеспечить четкую постановку опыта (установить оптималь-ныИ темп проведения эксперимента, соот-ветствующиИ скорости восприятия его фотографом), выразительность и хорошую видимость явления или процесса (подобрать фон для демонстрации); сделать снимки опытов с помощью цифрового фотоаппарата.
Если необходимо, сделать повторную съемку и определить оптимальные расстояния между приборами и цифровым фотоаппаратом.
Обработать их на компьютере в программе У^иаШиЬ; провести необходимые вычисления и проанализировать результаты опыта.
Сделать вывод по проделанноИ работе.
Для организации оптимальноИ деятельности на класс необходимо иметь: три цифровых фотоаппарата со штативами (в краИнем случае одну фотокамеру) и 1—3 комплекта стандартного лабораторного
оборудования школьного кабинета физики. Помимо этого потребуется доступ в компьютерным класс или наличие персональных компьютеров в кабинете физики с установ-ленноИ программоИ У^иаШиЬ.
Опишем деИствия учащихся при проведении лабораторных работ по кинематике с использованием цифрового фотоаппарата на уроке.
Группа учащихся собирает экспериментальную установку и напротив нее располагает цифровоИ фотоаппарат на штативе. Один из школьников показывает опыт несколько раз, а второИ в это время включает камеру в режим видеосъемки и снимает движение тела, например движение шарика по наклонноИ плоскости.
ВидеофаИл копируют на компьютер и открывают в программе У^иаШиЬ. В этоИ программе учащиеся покадрово просматривают движение тела, определяют необхо-
димые физические величины, например время и проИденное расстояние. Полученные данные используют для нахождения искомоИ физическоИ величины (скорость, ускорение и др.).
В процессе такоИ деятельности у учащихся формируются исследовательские умения: экспериментальные (собирать
установку, проводить измерения, наблюдать за процессом); практические по настроИке фотоаппарата, по выбору ракурса съемки; интеллектуальные (использовать в эксперименте различные методы исследования процесса — видеографическиИ метод и осуществлять анализ полученных данных); рефлексивные умения (вносить поправки в процессе проведения опыта, корректировать свои деИствия при неудачноИ съемке движущегося объекта, определять круг физических явлениИ).
ЛИТЕРАТУРА
1. АБДУЛОВ Р. М. Использование интерактивноИ доски и электронных карт при изучении кинематики // Учебная физика. 2009. № 2.
2. АБДУЛОВ Р. М., КАРМАНОВИЧ Н. С. ЛабораторныИ физическиИ практикум по кинематике с использованием современных технических средств : метод. рекомендации для студентов и преподава-телеИ / Урал. гос. пед. ун-т.Екатеринбург, 2008.
3. ИВАНОВА, Е. О., ОСМОЛОВСКАЯ И. М. Теория обучения в информационном обществе. М. : Просвещение, 2011.
4. ИЛЬЧЕНКО О. А. Организационно-педагогические условия разработки и применения сетевых курсов в учебном процессе (на примере подготовки специалистов с высшим образованием) : автореф. дис. ... канд. пед. наук. М., 2002.
5. МУХАМБЕТОВА А. Б. Методика развития исследовательских умениИ на уроках биологии раздела «человек» : автореф. дис. ... канд. пед. наук. Астрахань, 2009.
6. РОМАНОВ П. Ю. Формирование исследовательских умениИ обучающихся в системе непрерывного педагогического образования : автореф. дис. ... д-ра пед. наук. Магнитогорск, 2003.
7. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ государственныИ образовательныИ стандарт / Мин-во образования и науки Рос. Федерации. М. : Просвещение, 2011.
Статью рекомендует д-р пед. наук, проф. А. П. Усольцев
