CC BY
45
исключение перечисленных выше коллизий безусловно перевесит затраты.
Проблемы, подобные рассматриваемым в статье, могут возникнуть не только в системах дистанционного образования, но и в других ситуациях, например, в системах поддержки принятия решений, реализованных в виде веб-сервисов [4]. Здесь потребуется удостовериться, что выработка решения осуществлялась по требованию лица, обладающего соответствующими полномочиями,
и именно с теми исходными данными, которые были им предоставлены, а в дальнейшем реализовывалось именно то решение, которое на основе этих данных было получено. Возникающие в таких ситуациях проблемы оказываются еще сложнее и многограннее, но, тем не менее, принципиально могут разрешаться на основе описанного выше подхода.
Литература
1. Информационная безопасность государственных организаций и коммерческих фирм: Справ. пос. /Под общ. ред. Л.Д.Реймана. - М.: НТЦ «ФИОРД-ИНФО», 2002. - 272 с.
2. Воронов Р.В., Поляков В.В., Поляков С.В. О проблеме подтверждения идентичности работ в системах дистанционной поддержки обучения //Труды ПетрГУ. Сер. Прикладная мат. и информатика. Вып. 11. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2004. - С. 109-117.
3. Романец Ю.В., Тимофеев П.А., Шаньгин В.Ф. Защита информации в компьютерных системах и сетях /Под ред. В.Ф. Шаньгина. - М.: Радио и связь, 1999. - 328 с.
4. Корольков Е.А., Поляков В.В., Сидорова Ю.А. Автоматизация создания программного обеспечения оптмизационных задач на основе Web-сервиса /Труды ПетрГУ. Сер. Прикладная мат. и информатика. - Вып. 11. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2004. - С. 135-141.
МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ОТКРЫТОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
А.И. Назаров, к.ф.-м.н. зав. каф. Общей физики, доц. Тел.: (8142) 711-045, факс: (8142) 711-000, E-mail: [email protected] Петрозаводский государственный университет http://www.petrsu.ru С.Д. Ханин, д.ф.-м.н., проф., зав. каф. Физической электроники Тел.: (812) 314-48-85;факс: (812) 312-11-45; E-mail: [email protected] Санкт-Петербургский государственный университет им. А.И. Герцена
http://www.herzen.spb.ru
The approach to construction of the open physics learning system (OPLS) model is offered. This model is constructed proceeding from features and problems of modern physical education. Interrelations of elements of a system and there integrative properties are considered.
Происходящее в условиях информатизации расширение целей физического образования, возможностей обеспечения его качества и эффективности делает необходимым, а применение современных информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) реалистичным практическую реализацию системы открытого обучения физике (ООФ). Настоящая работа посвящена разработке модели системы ООФ.
В основу ее построения нами положен структурно-функциональный подход. В рамках последнего система характеризуется с двух сторон:
• структурной - как множество элементов, реализующих в своей взаимосвязи цели физического образования;
• функциональной - согласующей свойства системы как целостной с функциями и взаимосвязями ее элементов.
Согласно выбранному подходу построение модели системы открытого обучения физике включает в себя следующие этапы:
• формирование состава основных элементов и определение их функций;
• определение взаимосвязей между элементами (в совокупности с первым этапом - стадия структуризации);
• формирование структурной схемы модели (стадия композиции);
• определение свойств (функций) системы как целостной.
В работе определены базовые элементы системы и отвечающие им функции.
В соответствии с возможностями открытого обучения физике и целями физического образования к числу основных элементов системы отнесены [1]:
• объекты обучения физике;
• источники учебной и научной информации во всем многообразии форм и видов их представления;
• ИКТ как основное средство обучения и организации образовательного процесса;
• методическая система как комплекс взаимосвязанных методик, основанных на сочетании традиционных и современных средств обучения физике;
• субъекты образовательной деятельности, разделенные на определенных этапах обучения в пространстве и времени.
Рассмотрим указанные элементы в плане их содержания и функций.
Объекты обучения. В соответствии с парадигмой и целями современного образования [2, 3] объектами ООФ являются учащийся и их совместная с преподавателем результативная деятельность. В отличие от модели традиционного обучения физике именно обеспечение результативной деятельности по приобретению учащимися ключевых в контексте современного физического образования (ФО) компетентностей и возможности развития их личностных качеств на основе предметного содержания и методологии физики [4, 5] становятся определяющими в формировании стратегии обучения этой дисциплине.
Ограничиваясь любым из перечисленных объектов по отдельности, невозможно достичь целей современного ФО. Жесткая детерминированность обучения конкретным преподавателем и консерватизм содержания традиционных учебников ограничивают эффективное использование возможностей
технических средств, в частности, результатов инновационной деятельности других педагогов. Самообразование же в области физики без активного участия преподавателя (даже с использованием ИКТ) затруднено сложностью предмета, его многофункциональностью с дидактической точки зрения, и, как следствие, проблематичностью самостоятельного выбора оптимальной образовательной траектории и средств обучения.
Источники учебной и научной информации. Источником знаний в модели ООФ, как и в модели традиционного обучения, являются учебные и научные издания, результаты физического эксперимента, личный и социальный опыт. Однако формы их представления и комплексность использования в целях обучения существенно расширяются и углубляются.
Это становится возможным благодаря появлению новой формы представления информации - электронных учебно-методических комплексов (ЭУМК). Под ЭУМК будем понимать средство обучения, базирующееся на учебной программе и методической системе и представляющее собой комплекс электронных учебников, электронных учебных пособий и программно-методических средств. Без последних электронные комплексы не были бы интерактивными и представляли собой лишь копию традиционных учебных изданий.
ЭУМК по физике составляют основу содержательной и функционально-дея-тельностной части ООФ. Они нацелены на поддержку работы и расширение возможностей преподавателя, поддержку всех известных форм учебной деятельности, особенно -организацию самостоятельной работы студентов, их профессиональную подготовку.
Для ЭУМК характерно разнообразие видов информации. Это могут быть озвученные лекции, размещенные на компакт-дисках или в Интернете, мультимедийные презентации, иллюстрации и анимации, интерактивные задания и модели физических явлений или процессов, представленные на электронных носителях, компьютерные лабораторные работы, системы самотестирования и т. д. Разнообразие видов учебной информации определяется имеющимися техническими возможностями.
ИКТ как средство обучения и организации образовательного процесса. В модели ООФ выразительно раскрываются возможности, которыми обладают ИКТ в методиче-
ском, дидактическом и организационном аспектах.
К числу функций, выполняемых здесь ИКТ, относятся следующие.
1. Обеспечение доступности и оперативного распространения информационных ресурсов по физике. Открываемые здесь современными телекоммуникационными технологиями возможности позволяют организовать различные формы обучения, включая дистанционное [4-6], на уровне, отвечающем современным требованиям к качеству и эффективности ФО. Оперативность распространения информации становится возможной благодаря компьютерным сетям, позволяющим передавать большие объемы видеоинформации через спутниковые каналы связи. Наряду с образовательными ИКТ делают доступными и информационные ресурсы научных исследований, наукоемких технологий, необходимые для постановки исследова-тельско- и практико-ориентированного обучения физике, отвечающего современному состоянию физики как науки.
2. Техническое обеспечение создания электронных образовательных ресурсов [7, 8]. Располагая возможностями оперативного обмена информацией, синхронного и асинхронного диалога, преподаватели и студенты могут объединяться в коллективы по подготовке современных по своему содержанию и формам представления учебных изданий. Важным моментом при этом является снятие присущего, как правило, специалисту психологического барьера, связанного с большим объемом работы, сложностью обеспечения должного уровня в далеких от его деятельности разделах и трудностями подготовки к изданию. Сказанное, в первую очередь, относится к созданию ЭУМК.
3. Обеспечение совместной деятельности субъектов образовательной деятельности, разделенных пространством и временем. Эти функции ИКТ особенно важны для ООФ. При этом важно отметить, что наряду с преподавателем субъектом образовательной деятельности является и учащийся [9, 10].
4. Обеспечение возможностей управления учебным процессом. Принципиально важными здесь являются предоставляемые возможности: выбора учащимися индивидуальной траектории обучения с опорой на лучшие достижения мировой практики в области физического образования; оперативного контроля (самоконтроля) знаний и
оценки их уровня в сравнении со студентами других вузов; коррекции учебного процесса в соответствии с достигаемыми результатами.
5. Обеспечение участия студентов в коллективных учебных и научных проектах, всероссийских и международных конкурсах и олимпиадах независимо от места проживания, публикации и обсуждения результатов их учебной, учебно- и научно-исследовательской деятельности. Удачные разработки, в том числе компьютерные модели физических процессов, интерактивные практикумы по решению задач, результаты проектной деятельности могут оперативно издаваться на компакт-дисках или публиковаться в электронной информационной сети.
6. Обеспечение возможности проведения удаленного эксперимента с использованием научного оборудования, имеющегося в ведущих научных и учебных центрах страны и мира. Эта функция ИКТ особенно важна для обучения физике, которая была и остается наукой экспериментальной и характеризуется непрерывным усложнением своего инструментария. Важно подчеркнуть, что наряду с собственно проведением эксперимента студенты физических (инженерно-физических) специальностей приобретают знания принципов проектирования и функционирования экспериментальных установок, необходимых для решения поставленной задачи, и опыт их практического использования, развивая тем самым важные для профессионального физика исследовательские способности.
7. Обеспечение возможностей распределенного компьютерного моделирования (распределенных вычислений) на основе программных комплексов. С использованием современных ИКТ могут создаваться распределенные информационно-исследовательские системы с удаленным доступом, предназначенные для проведения вычислительных экспериментов по изучению сложных объектов и явлений с применением возможностей моделирования [11, 12]. К числу таких объектов относятся, например, конденсированные системы с сильным многочастичным взаимодействием, для изучения которых применяется молекулярно-динамическое моделирование.
8. Обеспечение возможностей формирования и повышения информационной культуры учащихся, развитие умений оценить эффективность и надежность информации, полученной из различных источников.
Использование ИКТ в открытом обучении способствует преодолению современной формы социального неравенства - информационного неравенства, предоставляя каждому члену общества, независимо от места его проживания, возможность получить образование, которое позволит ему обеспечить достойный уровень жизни.
Методическая система ООФ. Новые формы и средства обучения с необходимостью требуют создания адекватной им методической системы, обеспечивающей:
• методическое обоснование (принципы) отбора содержания учебного материала по физике для различных форм его представления;
• методические подходы к созданию образовательных программных средств;
• методическое обоснование выбора и обеспечения системности совокупности инструментальных средств для проектирования и использования ЭУМК в обучении физике;
• методическую поддержку разнообразных форм учебной деятельности и видов учебных занятий по физике;
• методическую поддержку самостоятельной, учебной, учебно- и научно-исследовательской деятельности студентов;
• разработку методических рекомендаций для использования современных ИКТ для различных форм обучения;
• выявление условий и факторов восприятия учебного материала учащимися в новой для них информационной среде;
• адаптацию человека к информационной среде;
• разработку рекомендаций по созданию комфортных условий обучения при высоком уровне его качества;
• возможности управления учебным процессом на основе мониторинга и реализации обратной связи субъектов обучения с информационной образовательной средой;
• индивидуализацию и дифференциацию обучения; методическое обоснование (принципы) выбора индивидуальной образовательной траектории и профессиональной ориентации физического образования;
• реализацию концепции опережающе -го образования, ориентированного на условия жизни и профессиональную деятельность, в которых окажется выпускник вуза после его окончания;
• широкое использование современных ИКТ в образовании взрослых, в том числе в непрерывном образовании.
Содержание и эффективность использования методической системы ООФ, с одной стороны, связаны с дидактическими и методическими возможностями ИКТ [13, 14] в сочетании со средствами традиционных методик обучения физике. С другой стороны, благодаря реализации методической системы ООФ, происходит совершенствование ИКТ в образовании.
Следует подчеркнуть, что речь идет именно о системе, состоящей из взаимосвязанных и взаимодополняющих друг друга методик открытого обучения физике и обладающей интегративными (системными) свойствами, проявляющимися в реализации ее функций.
Функциональные свойства элементов системы ООФ позволяют характеризовать среду обучения как электронную информационно-образовательную среду (ИОС), которая не ограничивается рамками конкретного вуза [1, 15].
Преподаватель и студент как субъекты образовательной деятельности. В модели ООФ значительно изменяется роль преподавателя как субъекта образовательного процесса. Он не только воспринимает и транслирует систему знаний, но и существенно влияет на самостоятельную образовательную и познавательную деятельность учащихся, выполняя ряд новых функций, являясь [16, 17]:
• персональным консультантом, партнером-помощником в расширении и освоении учащимся самостоятельно приобретаемого опыта;
• инициатором творческой деятельности, которая опирается на возможности новых средств обучения;
• автором ЭУМК, активно воздействующим на содержание учебного процесса;
• посредником между учащимися и ЭУМК;
• организатором распределенных во времени и пространстве дискуссий в предметной области;
• советником в выборе оптимальной траектории обучения для каждого студента;
• арбитром по оценке степени успешности развития личности в ходе предметной деятельности;
• организатором процесса обучения во всем многообразии его форм.
В условиях, когда информационная функция в значительной степени передается информационно-коммуникационным средствам, существенно возрастает роль препо-
давателя как носителя профессионального опыта, его личностных качеств. В общении со студентами «лицом к лицу» он не столько информирует, сколько анализирует, разъясняет, интерпретирует, способствуя средствами предмета развитию личности учащегося, его профессиональному становлению. Это с необходимостью требует непрерывного развития успешности в профессиональной сфере самого преподавателя, так, чтобы его достижения представляли для учащихся ориентир в их развитии.
Преподаватель - не единственно инициативно действующее лицо учебного процесса. В отличие от традиционного обучения физике, в модели ООФ студенты - не только объекты, но и субъекты образовательного процесса, его активные участники. Учащийся как объект служит источником информации об эффективности и качестве учебного процесса, его результатах в зависимости от стартовых условий обучения и выбранных методик и средств. Как субъект он выступает как полноправный участник формирования учебного процесса в его процессуальном и содержательном аспектах.
Учащийся выполняет следующие функции, присущие современному этапу развития образовательных технологий [1618]:
• выбирает для себя цели учебной деятельности и пути для их достижения;
• диагностирует свои возможности в сравнении с возможностями других учащихся и успешность выбранной траектории обучения физике;
• участвует в совместной исследовательской деятельности;
• является активным участником создания информационной среды в предметной области и открытого диалога между субъектами образовательного процесса.
В полной мере сделать учащихся субъектами образовательного процесса, раскрыть их творческий потенциал, выявить и развить их личностные качества можно в результате деятельностного обучения [19]. При этом желательно не только вовлечь студентов в процесс активного обучения, но и дать им возможность ощутить причастность к информационной среде, в которой он происходит. Это достигается, например, привлечением учащихся к разработке дидактических материалов по физике, в первую очередь, в части использования презентационных и моделирующих возможностей ИКТ, наполнением информационной среды обучения
результатами учебной деятельности студентов. Инициативный, субъектный характер позиции учащегося в учебном процессе с необходимостью предполагает его самостоятельную поисковую учебную деятельность в контексте моделей обучения как исследовательской деятельности, организации коллективно-диалоговой деятельности и др.
Перейдем к результатам следующего этапа построения модели ООФ. Проанализируем основные взаимосвязи элементов в системе ООФ, учитывая различные возможности, открываемые современными ИКТ.
Взаимосвязь ИКТ в части их коммуникационных возможностей, источников информации и субъектов образовательного процесса. Эта взаимосвязь начинает проявляться уже на этапе проектирования ЭУМК как новой формы представления информации. Ее наличие обеспечивается широтой возможностей, предоставляемых ИКТ субъектам образовательного процесса как по формированию ЭУМК, так и по их последующему оперативному изменению. Коммуникационные технологии позволяют студентам и преподавателям осуществлять обмен учебной и научной информацией в различных видах ее представления.
Субъектам образовательного процесса предоставляются возможности доступа к современным дидактическим средствам по физике различной сложности и оригинальности, благодаря обеспечению временной и пространственной доступности учебной информации из любой точки: школы, вуза, библиотеки, дома и других мест, где есть Интернет. Глобальная сеть Интернет и компакт-диски с электронными учебными изданиями служат оперативными средствами распространения передового педагогического опыта и научных достижений в области физики, средствами доставки информации до субъектов образовательного процесса.
Обеспечение открытости и доступности разнообразных источников учебной информации создает, как уже отмечалось, условия для реализации ситуации, в которой рост числа студентов, обучаемых одним преподавателем, не ухудшает, а, наоборот, улучшает качество обучения. Разнообразная деятельность наиболее активных студентов обуславливает формирование новых элементов содержания электронных образовательных ресурсов, на базе которых происходит обучение всех желающих.
Наиболее способные и лучше усвоившие учебный материал студенты не только
наполняют открытую среду конкретными физическими компьютерными моделями, но и инициируют и ведут дискуссию по проблемам современной физики, отвечают на вопросы остальных учащихся, т. е. наряду с преподавателем становятся полноценными субъектами образовательной деятельности. Результаты обучения физике по конкретным методикам, полученные в результате аттестации успеваемости и оценки самостоятельной деятельности учащихся, служат критериями для диагностирования эффективности системы методик обучения.
Рассматриваемая взаимосвязь проявляется не только собственно в обучении студентов физике, но и в их самостоятельной учебно- и научно-исследовательской деятельности: коллективном выполнении проектов, распределенном компьютерном моделировании сложных объектов и др., где принципиально важными представляются коммуникационные возможности ИКТ.
Взаимосвязи ИКТ в части их коммуникационных возможностей, источников информации и субъектов образовательного процесса представлены на рис. 1.
Взаимосвязь ИКТ как инструмента для работы с информацией, источников информации и субъектов образовательного про-
цесса. Широта возможностей по проведению компьютерного модельного эксперимента, натурного эксперимента с помощью компьютера, интерактивного практикума по решению задач, реализации доступа к удаленному лабораторному оборудованию и прочее позволяют использовать ИКТ в качестве инструмента для работы с информацией учебного и научного назначения и инструмента для добывания новых знаний. Глобальная информационная сеть (Интернет) и компакт-диски с электронными учебными изданиями служат оперативными средствами распространения передового педагогического опыта и научных достижений в области физики, средствами доставки информации до субъектов образовательного процесса.
Значение ЭУМК в системе современного физического образования стало более весомым по отношению к традиционным учебным пособиям в части возможности индивидуализации обучения с помощью разнообразных источников учебной информации, отвечающих современному состоянию физической науки, и средств обучения по специальным дисциплинам, недостаток которых особенно остро ощущается в условиях регионального вуза.
Рис. 1. Взаимосвязи ИКТ в части их коммуникационных возможностей, источников информации и субъектов образовательного процесса
ЭУМК полезны при решении социальных задач, одним из важнейших аспектов которых является обучение адаптации в информационном обществе [20]. Необходимо
научить молодое поколение отбирать информацию на основе анализа и сопоставления существующих научно-образовательных ресурсов. При этом для обеспечения эффек-
тивности обучения требуется предлагать проверенную и достоверную информацию, облаченную в привычную для учащихся форму.
Конечно, при большом объеме информации желательно, чтобы образовательные ресурсы отбирались специалистами, проходили экспертизу и только после этого рекомендовались образовательным учреждениям [21]. Такую задачу в рамках организации методической поддержки обучения физике для всех групп учащихся призваны решать образовательные порталы [22].
Одним из них в области физики является федеральный образовательный естественнонаучный портал [23]. Этот портал обеспечивает хранение, систематизацию и оперативный доступ к электронным образовательным ресурсам по физике. Размещенные на нем ресурсы (в том числе разработанные с участием авторов ЭУМК) предназначены для распространения передовых методик и современных дидактических средств, особенно важных для региональных вузов и школ России.
Взаимосвязи ИКТ как инструмента для работы с информацией, источников информации и субъектов образовательного процесса представлены на рис. 2.
Взаимосвязь ИКТ, методической системы ООФ и объектов обучения. Модель ООФ предполагает организацию активного диалога учащихся с преподавателем и информационной средой, обеспечивая при этом многообразие способов обмена информацией. Используя широко распространенные программные средства, такие как Net Meeting или Windows Messenger, возможно, например, передавать информацию в мультимедийной форме в синхронном режиме. Возможен и асинхронный способ организации диалога и обмена учебной информацией. Типичными для него вариантами являются электронная почта или спутниковый Интернет, позволяющий вести прием больших по объему файлов с высокой скоростью в установленное время.
Сочетание различных форм диалога с возможностью активного и пассивного обращения к ЭУМК делает процесс обучения действительно открытым. Диалоговый характер обучения позволяет достичь высокой степени диагностичности уровня знаний, умений, навыков и сформированности коммуникативной компетентности.
Рис. 2. Взаимосвязи ИКТ как инструмента для работы с информацией, источников информации и субъектов образовательного процесса
Методическая система предоставляет преподавателю и учащемуся комплекс методик, методов, приемов и средств обучения физике, сочетающий в себе лучшие достижения методик традиционного физического образования и инновационных методик с использованием ИКТ. Открытость обучения в данном контексте означает возможность
выбора преподавателем и учащимися, в дополнение к базовому учебнику, других источников, в том числе соответствующего ЭУМК, и комплекса отвечающих целям современного ФО методик и видов учебной деятельности, а роль ИКТ заключается в технологической поддержке вариативного обучения.
Взаимосвязи ИКТ, методической системы ООФ и объектов обучения как элементов системы ООФ представлены на рис. 3.
Установленные взаимосвязи позволяют построить структурную схему модели ООФ, которая представлена на рис. 4
Как любая система, система ООФ, построенная из определенной совокупности
взаимодействующих элементов, благодаря этому взаимодействию представляет собой целостный объект, свойства которого не сводимы к свойствам его элементов и механической сумме этих свойств. Она обладает интегративными, так называемыми системными свойствами.
ИКТ
Технические
средства обучения
Дидактические методы и средства
О&ьекты обучения
Методическая система
• многообразие форм обучения;
• многообразие видов учебной деятельности;
• комплекс методик, вариативного обучения физике.
Рис. 3. Взаимосвязи ИКТ, методической системы ООФ и объектов обучения как элементов
системы ООФ
Рис. 4. Структурная схема модели открытого обучения физике
К числу основных интегративных свойств системы ООФ относятся следующие.
1. Индивидуально-творческий подход к обучению в условиях массовой подготовки
студентов. Система ООФ позволяет реализовать личностно-ориентированные образовательные технологии, дающие возможность средствами учебного предмета формировать в будущем специалисте творче-
скую индивидуальность, его собственный стиль деятельности, способности к самостоятельным действиям. В процессе обучения это достигается переходом на индивидуальные программы подготовки и гибкие схемы организации учебного процесса [24, 25]. Обучаясь в коллективном учебном потоке, студент действует на основе индивидуальной программы, составленной с учетом его естественных способностей и личностных потребностей. Участие студентов в наполнении информационной среды учебными и научными ресурсами дает им уже в стенах вуза ценный предметный опыт творческой деятельности.
Принципиально важным в рассматриваемом аспекте является формирование у студентов критического мышления, побуждающего к самостоятельному, творческому решению возникающих проблем. Располагая обширными информационными ресурсами и интерактивным характером обучения, возможностями сравнительной оценки уровня своей образованности, студент последовательно проходит различные стадии формирования критического мышления: критическое отношение к информационным источникам, к предоставляемому вузом качеству преподавания и, наконец, - к самому себе. В плане адаптации учащихся как одного из критериев эффективности ФО следует отметить, что важность формирования критического мышления связана с его ролью как основы для принятия гражданами демократического общества обдуманных и взвешенных решений.
Индивидуально-творческий подход, открываемый системой ООФ, важен и для преподавателей вузов. С одной стороны, преподаватель, создавая новые программно-методические средства, ЭУМК и др., входя в открытое сообщество физического образования, ощущает значение своей научно-методической работы, далеко выходящей за рамки вуза, где он работает, получает признание найденного решения коллегами. С другой стороны, преподаватель перестает быть монополистом в обучении, неизбежно соизмеряет уровень своей квалификации, в том числе и научной, с уровнем коллег из других, в первую очередь ведущих, вузов страны и мира, вступает с ними в отношения состязательности. Эти факторы с необходимостью активизируют деятельность преподавателя, способствуют его творческому развитию во всех ее сферах.
Профессиональное мастерство преподавателя вуза, создаваемые им технологии и методики обучения, научно-исследовательская работа, обогащение содержания образования новыми научными представлениями, в свою очередь, индивидуализируют вузовское образование, создавая условия для реализации способностей личности как субъекта образовательной и познавательной деятельности.
2. Поддержка субъектно-деятельнос-тного подхода к учебному процессу во всех его звеньях. При работе студентов и преподавателей в системе ООФ с необходимостью возникают ситуации, создающие потребности, мотивы и цели приобретения новых знаний. Это обусловлено широтой доступа к учебной и научной информации и, что, по-видимому, особенно важно, реалистичностью характера деятельности в информационной среде. Приобретаемые здесь навыки владения современными методами получения, хранения и передачи знаний обеспечивают использование адекватных решению поставленной познавательной задачи средств, действий и операций.
В плане физического образования важно отметить, что система ООФ побуждает студентов к повышению уровня самостоятельности в решении познавательных задач: от собственно решения задачи и анализа его результатов к выбору методов и планированию своих действий и, наконец, к формулированию самой задачи. Можно сказать, что в отличие от традиционного подхода к обучению здесь не задачи подбираются «по росту», а студент растет в процессе решения познавательных задач.
3. Органическая связь мотивации, содержания и методологии ФО с достижениями науки и наукоемких технологий. Здесь можно выделить несколько аспектов. Во-первых, формирование ценностного отношения к физическим знаниям и научной деятельности как основе для создания ИКТ. Выразительным примером тому могут служить принципиально важные для современных информационных технологий достижения в физике полупроводниковых гетерост-руктур и интегральной электроники, удостоенные в 2000 году Нобелевской премии по физике (Ж.И Алферов, Герберт Кремер, Джек Килби).
Во-вторых, возможности, которые предоставляют современные информационные ресурсы [15, 21, 27] для приведения содержания и методологии ФО в соответствие с
действительным состоянием физических наук и наукоемких технологий. Здесь особенно существенны открываемые ИКТ возможности адаптации современного научного знания к учебному процессу, что обеспечивается различными формами представления информации и техническими средствами, позволяющими изучать явления, недоступные в силу пространственных и временных масштабов для непосредственных наблюдений.
В-третьих, связь содержания и методологии ФО с достижениями самой информатики и информационных технологий. У этого вопроса есть две стороны. С одной стороны, ИКТ важны как средство обучения, способствующее повышению его качества и эффективности [15]. С другой стороны, адаптация человека в информационной среде, формирование его информационной культуры отвечает одной из важнейших целевых установок современного физического образования.
Наконец, включение преподавателей и студентов вузов в научные исследования способствует развитию науки, как в плане получения новой научной информации, так и подготовки будущих научных работников [26]. Образование при этом осуществляется через научные исследования. Это особенно важно для системы непрерывного образования, в том числе подготовки специалистов высшей квалификации: кандидатов и докторов наук. Неразрывная связь с наукой является необходимым условием и опережающего, ориентирующегося на будущее образования.
4. Единство формы физического образования во всех его компонентах. В отличие от традиционной модели обучения физике, где компьютер выполняет отдельные функции, модель системы ООФ предполагает реализацию завершенного цикла подготовки с использованием ИКТ. Это обеспечивается единством процесса получения, усвоения, анализа и применения необходимой информации. Важно подчеркнуть, что речь здесь идет не только об учебной, но и об учебно- и научно-исследовательской деятельности студентов, поддерживаемой современными информационными ресурсами и техническими средствами, открывающими доступ в ведущие научные и учебные центры [27]. Принципиально новыми здесь являются отмеченные выше возможности создания информационно-исследовательских систем с
удаленным доступом для проведения распределенного моделирования.
5. Целостная включенность человека в учебный процесс. Речь здесь идет не только о чисто планируемых действиях, связанных с рациональным познанием, но и о включении интуитивной, подсознательной эмоционально-личностной сферы. Опыт учащихся является одним из важнейших источников наполнения информационных ресурсов. Педагог, в совокупности со всем комплексом используемых дидактических средств, выполняет роль партнера-помощника в самостоятельной творческой работе учащегося, выступая при этом как один из источников личностного, в том числе профессионального опыта и информации; организатора его учебно- и научно-исследовательской работы. Это обеспечивает личностный характер хода и результатов обучения физике.
Важную роль при этом играет поисковая учебная деятельность на основе эмоционально-образного мышления, метафорических аналогий, которые находятся посредством межличностного взаимодействия.
6. Возможность анализа естественнонаучных и физико-технических проблем в экологическом и социально-экономическом контекстах. Использование ИКТ позволяет существенно расширить круг решаемых в обучении физике задач, не ограничиваясь при этом задачами рафинированного учебного содержания. Анализ проблем современной жизни, во всей полноте воздействующих на изучаемое явление, формирует представление о неоднозначности решения многих, на первый взгляд, технических вопросов, допустимость различных мнений и позиций. В плане ФО такие проблемы можно охарактеризовать как сложные, а их решение - требующим проявления и, соответственно, развивающим физическое понимание во всех его компонентах - описании, объяснении и прогнозировании явлений.
7. Демократическая организация образовательного процесса. В условиях, когда студент становится полноценным субъектом образовательной и познавательной деятельности, полноправным участником в создании учебных и научных информационных ресурсов, складываются качественно отличные от традиционных взаимоотношения студентов с преподавателями. Они могут быть охарактеризованы как отношения сотрудничества, партнерства, когда студенты не принуждаются, а добровольно, на основе собственного приобретенного опыта, при-
знают стимулирующую роль преподавателей, отвечающих по своим личностным и профессиональным качествам современным требованиям [28]. Осознанность выбора, установление диалога, осмысление стиля мышления и работы в профессиональной сфере, заимствование необходимых качеств, несомненно, дают студенту существенный опыт адаптации, являющейся важнейшим компонентом эффективности образования.
8. Способность системы к самоуправлению и саморазвитию. Существующие в системе обратные связи между ее элементами обеспечивают возможность управления и самоуправления учебно-познавательной деятельностью учащихся, основываясь на ее результатах. Возможность саморазвития определяется, в первую очередь, участием субъектов образовательного процесса в формировании информационной среды.
Интегративные свойства системы предопределяют новые возможности повышения уровня ФО в контексте современного подхода к его оценке [25]. Проанализируем эти возможности с точки зрения формирования таких важных для современного физического образования компетентностей, как информационная, коммуникативная и методологическая.
В плане формирования информационной компетентности важными представляются следующие виды деятельности студентов, базирующиеся на использовании информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) как системообразующем элементе системы ООФ:
• поиск, получение и анализ информации в области физики;
• работа с информацией во всем многообразии форм учебной деятельности;
• оценка качества усвоения учебного материала по физике и развития личностных качеств;
• участие в наполнении информационной среды новыми учебными и научными ресурсами.
Характер и содержание физического образования предопределяют возможности развития умений воспринимать учебную информацию, представленную в различных видах, в том числе результаты экспериментальных исследований - в оцифрованном виде, программы для вычислительного и компьютерного модельного физического эксперимента - в программных кодах, учебники и задачники в pdf-, DjVu-, TeX-форматах и т. д.
Предметное содержание физики актуализирует разработку и использование интегрированных сред, поддерживающих разнообразные информационные составляющие: тексты, диалоги, графики, схемы, изображения, включая аналитические и имитационные модели изучаемых объектов и явлений, базы данных, системы поддержки профессиональной деятельности [21].
Принципиально важным здесь является использование современных ИКТ для проведения компьютерного моделирования и вычислительного эксперимента. Наряду с собственно информационной культурой при этом с необходимостью оказывается востребованным и соответственно развивается физическое понимание. Здесь особенно существенно компьютерное моделирование явлений, относящихся к сложным для восприятия, в силу своей абстрактности, разделам курса физики, таким, например, как теория относительности.
Возможности развития коммуникативной компетентности, как и информационной, заложены в самой основе системы ООФ, отличительной особенностью которой является направленность на активное опосредованное взаимодействие между самими субъектами образовательной деятельности и открытой информационно-образовательной средой, а именно, взаимодействие преподаватель - студент, студент - студент, студент и преподаватель - открытая информационная образовательная среда (ИОС).
Для формирования коммуникативной компетентности важны новые, по отношению к традиционным, формы общения и способы его организации в системе ООФ, в том числе:
• сетевой диалог в различных его видах (субъект - субъект, субъект - группа), в том числе в виде дискуссии по проблемам с неоднозначным решением;
• участие в коллективных сетевых проектах;
• оказание и получение консультационных услуг;
• телекоммуникационный доступ к информации, содержащейся в удаленных от пользователя базах данных.
Возможности, которые открывает для этих видов деятельности физическое образование, предопределяются значением системы ООФ в развитии социально значимых качеств личности, необходимых для последующей деятельности в информационном обществе.
Формирование методологической компетентности студентов в рамках системы ООФ обусловлено следующими видами их учебной и научной деятельности:
• постановкой и проведением лабораторных экспериментов, включающих в себя их автоматизацию, использование математических методов с целью повышения информативности и точности результатов, машинную обработку последних;
• осуществлением экспериментов на удаленном от пользователя оборудовании;
• построением математических моделей изучаемых объектов и явлений и созданием адекватного им программного обеспечения;
• анализом (объяснением и описанием)
изучаемых явлений на основе аналитических и имитационных моделей;
• прогнозированием поведения физических систем в различных и широко меняющихся, в том числе экстремальных, условиях;
• осуществлением компьютерного моделирования и вычислительных экспериментов, в том числе с использованием распределенных информационно-исследовательских систем.
Практическая реализация системы ООФ нашла отражение в организации учебного процесса в условиях региональных вузов, в частности, Петрозаводском государственном университете [1].
Литература
1. Назаров А.И. Инновационные технологии открытого обучения физике в региональном вузе: Монография. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2004. - 208 с.
2. Реформы образования в современном мире: глобальные и региональные тенденции. - М.: Изд-во Российского открытого университета, 1995. - 269 с.
3. Трофимов А.Б., Челпанов В.В. Новая парадигма образования в информационном обществе //Мат. VII межд. конф. «Современные технологии обучения». - СПб.: Изд-во ЛЭТИ, 2002. - Т. 2. - С. 121-122.
4. Андреев А. А. Введение в дистанционное обучение //Компьютеры в учебном процессе. - М.: Интер-социоинформ, 1998. - № 2. - С. 25-68.
5. Рузавин Г.И. Методы научного исследования. - М.: Мысль, 1974. - 237 с.
6. Голин Г.М. Вопросы методологии физики в курсе средней школы: Книга для учителя. - М.: Просвещение, 1987. - 127 с.
7. Назарова Т.С., Полат Е.С. Средства обучения: технология создания и использования. - М.: Изд-во УРАО, 1998. - 203 с.
8. Технология создания электронных обучающих средств. - М.: РИЦ ГИУ, 2001. - 224 с.
9. Вудкок Дж Современные информационные технологии совместной работы. - М.: Изд.-торг. дом «Русская редакция», 1999. - 256 с.
10. Калинина Е.А. Сетевые методы планирования и организации комплекса работ. - М.: Изд-во МЭИ,
1990. - 48 с.
11. Аккерман А.Ф. Моделирование траекторий заряженных частиц в веществе. - М.: Энергоатомиздат,
1991. - 200 с.
12. Назаров А.И., Сергеев В.В. Расчет квантового выхода неравновесных носителей в диэлектрике при действии ионизирующего излучения //ЖТФ. - 1997. - Т. 67. - Вып. 6. - С. 127-130.
13. Солдаткин В.И. НТП Минобразования России «Создание системы открытого образования»: Задачи и некоторые итоги //Мат. VII межд. конф. «Информационные технологии в открытом образовании». - М.: МЭСИ, 2001. - С. 372-386.
14. Соколова И.И. Компьютерное тестирование как наукоемкая педагогическая технология //Известия РГПУ им. А.И. Герцена. Психолого-педагогические науки. - 2004. - № 4. - С. 77-86.
15. Назаров А.И., Ханин С.Д. Информационно-образовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе //Физическое образование в вузах. - 2003. - Т. 9. - № 4. - С. 1429.
16. Концепция электронных изданий. - М.: Образовательные электронные издания - http://www.eir.ru /сопсер1рИр.
17. Ланина И.Я. Нетрадиционные формы организации уроков физики. - Л.: Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1989. - 94 с.
18. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования - М.: Школа-Пресс, 1994. - 205 с.
19. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М.: Изд-во Института профессионального образования МО России, 1995. - 336 с.
20. Формирование общества, основанного на знаниях: Новые задачи высшей школы /Пер. с англ. - М.: Весь мир, 2003. - 200 с.
21. Роберт И. В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования - М.: Школа-Пресс, 1994. - 205 с.
22. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М.: Изд-во Института профессионального образования МО России, 1995. - 336 с.
23. Формирование общества, основанного на знаниях: Новые задачи высшей школы /Пер. с англ. - М.: Весь мир, 2003. - 200 с.
24. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования - М.: Школа-Пресс, 1994. - 205 с.
25. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М.: Изд-во Института профессионального образования МО России, 1995. - 336 с.
26. Формирование общества, основанного на знаниях: Новые задачи высшей школы /Пер. с англ. - М.: Весь мир, 2003. - 200 с.
27. Российский портал открытого образования: Обучение, опыт, проблемы /Под ред. В. И. Солдаткина. -М.: РГИУ, 2003. - 508 с.
28. Федеральный естественнонаучный портал. СПбГУ ИТМО. - http://www.en.edu.ru.
29. Назаров А.И., Сергеева О.В., Чудинова С.А. Использование информационных технологий для повышения эффективности вариативного обучения общему курсу физики в вузе //Открытое образование. -2001. - № 6. - С. 12-17.
30. Компетентностный подход в педагогическом образовании: Колл. монография /Под ред. В.А. Кузнецова. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2004. - 392 с.
31. Лаптев В.В. Научное и учебное познание //Актуальные проблемы обучения физике в школе и вузе. -СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2003. - С. 5-9.
32. Образовательные Интернет-ресурсы /Под ред. А.Н. Тихонова, А.Д. Иванникова, В.Д. Домрачева, И.В. Ретинской. - М.: Просвещение, 2004. - 288 с.
33. Основы открытого образования /Под ред. В.И.Солдаткина. - В 2 т. - Российский государственный институт открытого образования. - М.: НИИЦ РАО, 2002. - Т. 1. - 676 с. - Т. 2. - 680 с.
И.В.Савиных, вед. программист Центра дистанционного образования Тел.: (8362) 42-05-20, E-mail: [email protected], http://www.vvoi.ru А.А.Косое, д.ф.-м.н., проф., директор Института открытого образования, Тел.: (8362) 42-05-20, E-mail: [email protected], http://www.vvoi.ru Марийский государственный университет http://marsu.masterw.ru
This article reviews modern mobile technologies. The realization and practical application of SMS-services of distance learning system at Open Education Institute of Mari State University (SMS-testing, SMS-sendings, SMS-polls) are considered.
В 90-е годы прошлого столетия, одновременно с развитием персональных компьютеров и повсеместным распространением сети Интернет, начинают активно развиваться мобиль-
ные технологии и рынок мобильных устройств: мобильные телефоны стандарта GSM (Global System for Mobile communications - Глобальная система мобильной связи), карманные персональные
компьютеры (КПК,
