CC BY
124УДК 53 (076.5)
Д.А. Антонова
ПОДГОТОВКА БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ К РАЗРАБОТКЕ АВТОРСКИХ КОЛЛЕКЦИЙ ДИДАКТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПО ПРЕДМЕТУ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИКТ
Ключевые слова: обучение физике, самостоятельная работа учащихся, дидактические материалы, цифровые учебные коллекции, проектирование учебных материалов по физике, профессиональная подготовка учителя физики.
Статья посвящена профессиональной подготовке будущего учителя физики в области проектирования дидактических материалов для организации самостоятельной работы учащихся. Обсуждается проблема формирования коллекций дидактических материалов по физике для средней школы. Рассматриваются виды коллекций для поддержки формирования концептуального знания и процессуальной подготовки учащихся. Сформулированы общие требования к разработке коллекций. Определены основные этапы работы учителя по созданию авторских коллекций дидактических материалов. Приведены структура и примеры отдельных коллекций.
Виртуальная образовательная среда наполнена разнообразными виртуальными объектами. Будучи включенными в различные образовательные комплексы, данные объекты обладают самостоятельной дидактической ценностью и могут быть использованы вполне автономно. Современному учителю необходимо ориентироваться во всем видовом многообразии виртуальных учебных объектов (ВУО), осваивать практику их рационального выбора для занятий по предмету, научиться планировать самостоятельную работу учащихся с данными объектами и разрабатывать для них дидактические материалы, соответствующие задачам обучения.
Учебные объекты виртуальной информационной среды могут быть включены в систему дидактического обеспечения разнообразных видов учебной деятельности школьников. Полифункциональность цифровых объектов дополняется нередко весьма широким спектром оригинальных приемов их использования учителями физики в различных учебных ситуациях.
В связи с этим в последние годы появился и развивается относительно новый жанр предметных цифровых ресурсов - электронные библиотеки наглядных пособий (компаний «1С», «К и М» и др.), которые включают множество цифровых учебных объектов.
© Антонова Д.А., 2011
Электронные библиотеки, т.е. каталоги и соответствующие им коллекции виртуальных учебных объектов в совокупности с инструментарием, предназначенным для их редактирования и объединения в обучающие комплексы, приобрели сегодня заслуженную популярность. Ценность коллекций обусловлена тем, что этот тип цифровых средств обучения наиболее «демократичен». За счет заложенной в каждой коллекции возможности создания многообразия дидактических комбинаций ВУО для конкретного учебного занятия они наилучшим образом удовлетворяют потребностям индивидуального стиля профессиональной деятельности учителя.
Вместе с тем потребность в оптимизации профессиональной деятельности и личные предпочтения учителя в выборе и направлениях применения ВУО в обучении ориентируют его на создание авторских коллекций цифровых учебных объектов. В известной степени этот процесс складывается достаточно стихийно. Представляется целесообразным уточнить состав необходимых для учебного процесса цифровых предметных коллекций и попытаться определить их достаточно завершенную систему.
Прежде всего учебные коллекции различают по сложности, а именно:
1) коллекции элементарных учебных объектов (знаков, символов, формул, рисунков, фотоиллюстраций, анимаций);
2) коллекции простых учебных объектов, представляющих собой сочетания 2-3 элементарных ВУО (например, иллюстрированные тексты, озвученные анимации и т.п.);
3) сложные учебные коллекции (цифровые музеи, тематические библиотеки, энциклопедии и пр.) [5] .
Значительная часть виртуальных объектов является носителем концептуального знания (знания о свойствах и отношениях объектов природы). Это тексты, рисунки, фотоиллюстрации, анимации, видео и т.п. Целый ряд ВУО демонстрируют опыт какой-либо деятельности, т.е. процессуальную составляющую предмета учения. Особый интерес представляют в этом плане тренажеры, интерактивные модели, моделирующие среды, конструкторы, симуляторы [5].
Для определения видов цифровых учебных коллекций, сопровождающих усвоение концептуальной составляющей предмета учения, могут быть выбраны разные основания. Рассмотрим наиболее значимые из них и укажем соответственно данным основаниям возможные виды цифровых коллекций.
1. Состав и структура элементов системы научного и научно-технического знания (фактов, понятий, законов, элементов физических теорий, технических понятий).
А) коллекции иллюстраций (цифровых рисунков, фотоиллюстраций, анимации, видео), включающих демонстрацию:
внешних признаков явлений (фактов); сущности эмпирических понятий (рис. 1);
проявлений эмпирических законов в природе и технике (рис. 2); эмпирических оснований изучаемой теории;
компьютерных демонстраций физического эксперимента как иллюстраций содержания и логики проведения соответствующих натурных экспериментов, в содержании которых представлены (рис. 3):
• визуализация натурной установки и порядка ее работы;
• результаты эксперимента - научные факты (в форме наблюдаемых эффектов, таблиц, схем, диаграмм, графиков функциональной зависимости);
Рис. 1. Модель: «Фазы Луны» // Открытая астра- Рис 2. Анимация: Сложение перемещений // Вирту-номия, 2.0 (CD). М.: Физикон, 2001 альная школа «Кирилла и Мефодия». Медиатека по
физике (CD). М.: Кирилл и Мефодий: Нью Медиа Дженерейшн, 2003
Рис. 3. Постоянный электрический ток // Виртуальная физика «STRATUM 2000» (CD) / Д.В. Баяндин, О.И. Мухин; РЦИ ПГТУ. Пермь, 2000
компьютерных демонстраций технических объектов (при формировании технических понятий - о приборах, машинах, технологических комплексах) (рис. 4, 5), в содержании которых представлены:
• визуализация устройства технического объекта и его отдельных частей;
• принцип и порядок работы;
• области и правила использования;
компьютерных демонстраций идеализированного объекта теории как средства иллюстрации элементов физических теорий (рис. 6-9):
• структуры идеализированного объекта;
• теоретических понятий, постулатов и принципов, описывающих его поведение;
• содержания мысленных экспериментов, в том числе исторических, подтверждающих справедливость исходной теоретической модели явления;
• следствий теории.
Анимация
Рис. 4. Анимация: Турбореактивный двигатель // Виртуальная школа «Кирилла и Мефо-дия». Медиатека по физике (СБ). М.: Кирилл и Мефодий: Нью Медиа Дженерейшн, 2003
Щ| Тепловое движение в твердых телах Гп]Р%1
Тепловое движение в твердых телах
0000 00С>£> О О О о ° О О А О О О О о О Oq о о о D оо °о а ° ° о о ° о о q О О О OqoO QO° ООООО OOqQqo оо ay..-Е ШШ
Температура термостата Ті
I 1
ВЫХОД
Рис. 5. Модель «Ядерный реактор» // Открытая физика. Ч. 2. (СБ) / Под ред. С.М. Козела. М.: Физикон, 2002
/= 1000м p=v/c=)/l-l/V2 = 0 553 Z=Z0'Y 1 дел. часов = 1.00-10"6 с
Рис. 6. Тепловое движение в твердых телах // Виртуальная физика «STRATUM 2000» (CD) / Д.В. Баяндин, О.И. Мухин; РЦИ ПГТУ. Пермь, 2000
Рис. 8. Газовые законы // Виртуальная школа «Кирилла и Мефодия» (СБ). М.: Кирилл и Мефодий: Нью Медиа Дженерейшн, 2003
Рис. 7. Модель «Относительность промежутков времени»// Открытая физика. Ч. 2 (СБ) / Под ред. С.М. Козела. М.: Физикон, 2002
Рис. 9. Модель «Магнитное поле соленоида» // Открытая физика. Ч. 2 (СБ) / Под ред. С.М. Козела. М.: Физикон, 2002
Б) коллекции учебных материалов, отражающих структуру и содержание элементов системы научного и научно-технического знания в соответствии с его обобщенной моделью (обобщенным планом), представленной в форме:
полных учебных текстов (в том числе с аудиосопровождением); опорных конспектов (ОК) (в том числе с аудиосопровождением); презентаций ОК (в том числе с аудиосопровождением) (см. рис. 10);
В* Примеры проявления в живой и неживой природе.
> Стрелка часов [2 > Движение различных видов транспорта РДвижение камня в космосе Э й > Всплывание мелких пузырьков газа в стакане газированной водыЭ > Падение парашютиста с раскрытым парашютом 3 141 ш
Пункт 1 1к~ 1 )
Пункт 2
Пункт 3
Пункт 4
Пункт 5
Пункт 6
№ главную |
Рис. 10. Презентация ОК «Понятие “равномерное прямолинейное движение”» (работа студентки Т.Ю. Щетининой, ПГПУ, Пермь)
В) коллекции аудиоматериалов, отражающих содержание элемента системы научного и научно-технического знания в соответствии с его обобщенной моделью (обобщенным планом).
Г) коллекции материалов, демонстрирующих структуру предметного знания
для различных уровней его систематизации и обобщения (схемы, таблицы, графы, диаграммы) (рис. 11-12).
[‘^ Физика, 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий - 1С:Образование
Правка Вид Сервис Справк
' |—> Раздел 3-4_______________] Р Бойль Нов пит .. f И Microsoft Word
^ Безымянный.-Р... И Т г.
Рис. 11. Физика, 7-11 кл.
Библиотека наглядных пособий - 1С: Образование
1.2, Кинематика материальной точки - Microsoft Internet Explorer ]
Файл Правка Вид Избранное Сервис Справка
о * id 0 a tb р <1 # 1-1- ь 1 * □ з
^дрес: |^] с program Files\physicon\physics_7-ll\design\conteni2.html v| |Q переход
Перемещение, скорость и ускорение при равномерном прямолинейном движении.
Величина Формула Единица измерения График
Скорость S ^ t м/с и, м/с i, с
Перемещение S = Mt м S, м А" 1, с
Время s V с
главная
- лаборатории конспекты
- видеофильмы справочник
- поиск
- настройки дополнительно
- помощь
- учителю
Рис.12. Физика, 7-11 кл.
Библиотека наглядных пособий - 1С: Образование
£
% параграфу
- конспекты вопросы
2. Историко-культурный аспект развития физической науки и физико-технического знания.
В этом направлении могут разрабатываться коллекции учебных материалов следующей тематики:
A) биографии выдающихсяученых-физиков (в том числе нобелевских лауреатов):
• этапы жизненного пути;
• научная работа, вклад в науку;
• общественно-политическая деятельность.
Б) история фундаментальных физических открытий в области:
• экспериментальной физики;
• теоретического физического знания.
B) история развития отдельных областей физики как науки (механики, физики тепловых явлений, электродинамики, оптики и т.д.), в том числе:
• история установления научных фактов (т.е. история научного опыта - наблюдений, экспериментов) (рис. 13),
• история зарождения и развития эмпирических понятий (как отдельных понятий, так и их систем);
• история открытия экспериментальных законов;
• история развития методов эмпирического познания;
• история создания научной теории как завершенной системы теоретического знания, а также история выдвижения и проверки отдельных теоретических гипотез;
• вопросы истории развития методов теоретического исследования.
Г) история техники (ее отдельных отраслей) в контексте истории развития физики как науки.
Рис. 13. Модель опыта Ж. Перрена (сценарий Н.А. Оспенникова) ИИСС «История научного эксперимента. Физика» (ООО «Физикон», http://www.phvsicon.ru)
3. Социально-экономический аспект развития физической науки и физикотехнического знания.
В этом направлении могут разрабатываться коллекции учебных материалов по применению результатов физики как науки в различных областях социально-
экономического развития. Виды коллекций определяются направлениями практических приложений физики. При проектировании таких коллекций для конкретного класса целесообразно учитывать профиль обучения.
4. Гуманитарный аспект развития физической науки и физико-технического знания. Коллекции этого направления должны быть связаны с разработкой материалов, иллюстрирующих использование результатов науки в сфере охраны жизни и безопасности человека, его социального обеспечения и медицинского обслуживания.
5. Экологический аспект развития физической науки и физико-технического знания. Коллекции учебных материалов экологической направленности формируются по направлениям деятельности по сохранению компонентов среды обитания: живая природа (флора, фауна), неживая природа (земля, вода, воздух), виды загрязнений окружающей среды и др.
Как видим, направления формирования коллекций дидактических материалов для поддержки процесса формирования у учащихся концептуального знания чрезвычайно разнообразны. Внутри отдельных коллекций могут быть выделены самостоятельные коллекционные линии. Содержание этих линий определяется потребностью учебной практики и творчеством учителя.
Видовой состав коллекций дидактических материалов для поддержки освоения учащимися процессуальной составляющей предмета
учения определяется системой видов учебной деятельности школьников. В полном объеме эта система видов представлена в работе [5]. Даже поверхностный анализ видового разнообразия учебной деятельности позволяет говорить о большом объеме работ по проектированию и разработке разнообразных учебных коллекций, включающих цифровые дидактические материалы: 1) для самостоятельной работы учащихся с книгой (учебной и дополнительной литературой, цифровыми источниками информации по изучению различных учебных тем); 2) поддержки учебного эксперимента на лабораторных занятиях; 3) решения физических задач; 4) развития физико-технического творчества учащихся; 5) организации игровой учебной деятельности по предмету и др.
Для каждого вида учебной деятельности могут быть разработаны различные учебные коллекции. Формируемые на первом этапе как вполне самостоятельные, они при объединении могут впоследствии образовывать более сложные коллекции. Ниже приведены примеры, иллюстрирующие различные коллекции этого типа [3; 4].
КОЛЛЕКЦИЯ
дидактических и учебно-методических материалов по направлению «Школьный лабораторный физический эксперимент»
Материалы для учащихся
1. Инструкция к натурному лабораторному эксперименту, в том числе к его автоматизированному варианту (полиграфический и цифровой форматы в MS Word).
2. Инструкция-презентация к натурному лабораторному эксперименту (в MS PP со звуковым сопровождением).
3. Видеоинструкция к натурному лабораторному эксперименту (с титрами, звуковым сопровождением и графическими иллюстрациями).
4. Виртуальная модель для интерактивного эксперимента:
• виртуальный эксперимент (в MS Ехсе1);
• виртуальный эксперимент из предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС (численный, имитационный);
• симуляции натурного физического эксперимента из предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС (или/и в авторской разработке).
5. Инструктивные указания к проведению виртуального эксперимента.
6. Лист самоподготовки учащихся к лабораторному занятию (в MS Word), включающий задания по работе с компонентами предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС (рис. 14), а именно:
• задания на полноту усвоения учебной темы лабораторного занятия;
• задания на глубину усвоения материала занятия (задачи-упражнения, типовые задачи, нестандартные задачи);
• упражнения на отработку экспериментальных действий и операций;
• дополнительные задания для учащихся, закончивших эксперимент раньше времени и желающих выполнить работу на закрепление/расширение знаний и умений, а также работу творческого характера.
7. Информационные материалы по учебному оборудованию к лабораторной работе (рис. 15).
8. Тест вводного контроля знаний (в MS Word, MS РР, автономной тестовой оболочке или оболочке ДО, в частности в Moodk).
9. Тест итогового контроля знаний (в MS Word, MS РР, автономной тестовой оболочке или оболочке ДО, в частности в Moodk).
10. Цифровые версии справочных таблиц по теме лабораторной работы.
11. Образец отчета о выполнении натурного эксперимента (в MS Word и MS Ехсе1).
12. Образец отчета о выполнении виртуального эксперимента (в MS Word и MS Ехсе1).
Рис. 14, а. Коллекция дидактических материалов «Листы самоподготовки к лабораторным занятиям практикума» (работа студентки Е.П. Аликиной, ПГПУ, Пермь)
Выполнить задания
1. Повторить содержание понятий «энергия электрического ПОЛЯ», «работа электрического тока»
(внать: определение, определительную формулу, единицы измерения, связь с другими величинами, способы определения величины)
2. Открытая физика: часть 2(000 «Физикон»)
Поиск: Содержание/Электродинамика/Энергия электрического поля Содержание учебной работы:
• описать процесс зарядки конденсатора
• выполнить рисунок, иллюстрирующий процесс зарядки конденсатора
3. Физикаг7-11 Библиотека наглядных пособий.1 С: Образование.
Поиск: Разделы физики/Электродинамика/Анимации/Конструкция и энергия конденсатора Содержание учебной работы:
• описать процесс разрядки конденсатора
■
Рис. 14, б. Коллекция дидактических материалов «Листы самоподготовки к лабораторным занятиям практикума» (работа студентки Е.П. Аликиной, ПГПУ, Пермь)
Материалы для учителя
13. Каталог медиаобъектов по теме лабораторного занятия, сформированный на основе анализа ЦОР, ИУМК, ИИСС и интернет-ресурсов.
14. Презентация к вступительной беседе учителя с учащимися на лабораторном занятии.
15. Тренажеры (симуляторы) (для отработки отдельных действий и операций) для интерактивной доски (подбор из компонентов ЦОР, ИУМК, ИИСС или/и авторские разработки, в частности подготовка простейших вариантов тренажеров средствами MS PP).
16. Историческая справка об исследовании физического явления, изучаемого в лабораторном эксперименте (в MS Word с иллюстрациями).
17. УМК лабораторного занятия в полном составе его основных компонентов.
Тематический .указатель
МЕХАНИКА
Весы учебные С ГИРЯМИ
Динамометр 4Н
Желоб дугообразный
Комплект по механике в 7 и 9 классах
Набор грузов по механике
Прибор для изучения закона сохранения
импульса
Рычаг-линейка
Іпибгіметр лабораторный
Цилиндр измерительный с носиком
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕ РМО ДІШАМІ [КА
Калориметр
Плитка электрическая лабораторная Прибор для изучения газовых законов Термометр лабораторный
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
Амперметр лабораторный Вольтметр лабораторный Зеркало плоское Катушка-моток Ключ замыкания тока Компас
Комплект соединительных проводов Комплект «Электричество» Магнитдуговой Магнит полосовой Миллиамперметр лабораторный Набор проволочных резисторов Переключатель однополюсный Реостат ползунковый Электромагнит разборный с деталями
ПРИБОРЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
Штатив лабораторный
ЯН;
Рис. 15, а. Коллекция дидактических материалов «Учебное оборудование к лабораторным занятиям практикума» (работа студентки Е.Н. Ветренко, ПГПУ, Пермь)
Механика
Трибометр Рычаг-линейка
лабораторный
1
і
Весы учебные Набор грузов Желоб дугообразный
с гирями
III
ІдибйМШР лабораторный
На главную
Назначение прибора
Устройство прибора Г
Принцип действия Правила пользования Вариант WORD
Рис. 15, б. Коллекция дидактических материалов «Учебное оборудование к лабораторным занятиям практикума» (работа студентки Е.Н. Ветренко, 111ПУ, Пермь)
КОЛЛЕКЦИЯ
дидактических материалов по решению физических задач
1. Цифровые опорные конспекты (в том числе интерактивные) по фундаментальным физическим понятиям и законам природы, классическим теориям (по разделам/ темам школьного курса физики).
2. Цифровые систематизирующие таблицы «Явления природы и законы их протекания» по разделам/темам школьного курса физики (в том числе интерактивные, включающие использование: гипертекста, гиперграфики, процедуры заполнения таблицы учащимся и контроля результатов этой работы и др.).
3. «Учись решать задачи по физике» (цифровой иллюстрированный дидактический материал, включающий рекомендации по решению задач и образцы выполнения отдельных учебных действий; основу разработки ресурса составляют общие и частные алгоритмические предписания) (рис. 16).
Обобщенный план
решения физических задач___________________
1. Сформулируй или прочитай задачу
2. Выполни анализ условия задачи
3. Кратко запиши условие задачи
4. Определи физический закон (законы), с помощью которого можно объяснить или предсказать описанное в задаче явление, значение величин, его характеризующих
5. Докажи, что данное явление или искомое значение, характеризующий его величины, выступают следствием указанного закона (законов)
6. Проверь решение задачи одним из способов
Рис. 16. «Учись решать задачи по физике. Рекомендации для учащихся»
(работа студентов 4-го курса 111ПУ. Пермь)
4. Иллюстрированные рекомендации по применению и образцы использования в решении физических задач: стандартных инструментальных и специальных учебных программ, моделирующих учебных сред, цифровых телеметрических систем, цифровых экспертных систем;
5. Образцы решения задач различного уровня сложности: задач-упражнений, типовых задач и задач олимпиадного характера (другими словами, цифровые «решебники» с использованием различных
медиаформатов представления процесса решения физической задачи) (по разделам/темам школьного курса физики).
6. Цифровые дидактические материалы к занятиям по решению задач:
• листы-минимумы, включающие полный комплекс задач к учебному занятию;
• комплекты задач-упражнений (см. виды задач-упражнений), представленные в том числе в формате интерактивных тренажеров (компьютерных симуляторов учебных действий, интерактивных тестов, конструкторов и пр.);
• интерактивные обучающие сценарии по решению типовых и нестандартных задач;
• презентации к коллективному решению отдельных задач, включающие медиаиллюстрации за-дачной ситуации, систему направляющих вопросов, образцы выполнения отдельных этапов решения и пр. (для типовых и нестандартных задач);
• реализованные в виртуальной среде математические модели задачных ситуаций (в том числе типовых), с рекомендациями по их исследованию («задачи-модели»);
• цифровые тематические комплексы учебных задач (задач-упражнений, типовых задач, нестандартных задач) для занятий различных организационных форм: уроков решения задач, практикумов различных видов, игровых занятий по решению задач и др.
7. Комплекты интерактивных тематических и итоговых тестов для самоконтроля уровня подготовки учащихся по решению задач (уровни А, В, С).
8. Иллюстрированные тематические комплекты конкретных задач различных видов (экспериментальные задачи, софизмы и парадоксы по физике, межпредметные задачи, контекстные задачи из области промышленного и сельскохозяйственного производства и культурной жизни общества, задачи с историческим содержанием и т.п.) с использованием различных медиаформатов представления условия задачи (тексты, рисунки, графики, фотоснимки, видео, анимации, модели).
9. Дистанционные дидактические материалы как средства поддержи учебного процесса по решению задач: «Подготовка к контрольной работе по учебной теме», «Подготовка к решению задач ЕГЭ», «Домашний практикум по решению физических задач», «Трудные задачи по физике (веб-страница школьного сайта или форум в школьной системе ДО), «Сборник задач и вопросов, составленный учащимися» (пополняемая веб-страница школьного сайта, на которой размещаются задачи учащихся и обсуждаются варианты их решения) и др.
КОЛЛЕКЦИЯ
дидактических и учебно-методических материалов по направлению «История фундаментального физического эксперимента»
Материалы для учащихся
1. Описание фундаментального физического эксперимента (ФФЭ) по обобщенному плану изучения научного факта (в MS Word).
2. Опорный конспект по содержанию ФФЭ (в MS Word).
3. Презентация опорного конспекта (в MS РР) (иллюстрации, звуковое сопровождение).
4. Информация о жизни и деятельности ученого, осуществившего постановку опыта (по обобщенной схеме) (в MS Word).
5. Презентация биографии ученого (в MS РР) (иллюстрации, звуковое сопровождение).
6. Сценарий интерактивной модели ФФЭ для виртуальной среды.
7. Виртуальная модель ФФЭ (интерактивная модель, демонстрационная модель, анимация, симулятор - по выбору).
8. Инструкция к работе с моделью (по обобщенной схеме).
9. Источники информации (библиографический список, ссылки, CD /DVD).
10. Задания для самостоятельной работы учащихся по изучению содержания опыта (в том числе с использованием ресурсов и инструментов виртуальной среды)
11. Рекомендации к выполнению заданий
12. Тест для контроля (самоконтроля) уровня усвоения учащимися содержания ФФЭ и истории его постановки (рис. 17).
Рис. 17. Цифровая коллекция «Эксперимент в истории развития физической науки» (выпускная квалификационная работа студентки Е.С. Ремизовой, кафедра мультимедийной дидактики и информационных технологий обучения, ПГПУ, Пермь
Материалы для учителя
13. Каталог цифровых иллюстраций к ФФЭ, составленный по результатам работы с информационными источниками
14. УМК учебного занятия (урока, учебной конференции, учебного семинара, лабораторного занятия)
При проектировании цифровых коллекций учебных материалов для поддержки какого-либо вида учебной деятельности важно определить, насколько данный вид деятельности нуждается в цифровом дидактическом сопровождении. Какие виртуальные учебные объекты максимально полно обеспечат обучающую поддержку деятельности данного вида? В самом общем случае можно сказать, что для поддержки учебной деятельности могут использоваться практически все виды ВУО. Вместе с тем если речь идет о формировании у учащихся практических умений и навыков, то предпочтение должно отдаваться интерактивным виртуальным объектам, причем объектам высокого уровня интерактивности (моделям, тренажерам, симуляторам) [1; 6] (рис. 18).
Рис. 18. Модель для исследования броуновского движения (сценарий Е.В. Оспенниковой) «Виртуальная физика». (Пермский РЦИ ПГТУ,
http://www. stratum.ac.ru)
К созданию цифровых учебных коллекций могут быть привлечены учащиеся. В этих условиях существенно возрастает обучающий эффект работы учащихся с учебными коллекциями. Как показывает практика, разработка школьниками отдельных компонентов коллекции стимулирует у них интерес к учению и способствует развитию творческих способностей.
Могут существовать коллекции только учебно-методического характера (для учителя). Это коллекции:
• презентаций к объяснению учебного материала по различным учебным темам;
• учебных задач различных уровней сложности;
• учебных задач различных видов (в рамках конкретных учебных тем);
• тестовых заданий по различным учебным темам;
• компьютерной поддержки демонстрационного физического эксперимента [2];
• описаний оборудования школьного физического кабинета;
• тематических планов занятий для классов различных учебных профилей;
• учебно-методических комплексов учебных занятий (по параллелям, по профилю, по форме организации занятия);
• учебников физики;
• научно-популярных статей (по учебным темам, профилю обучения);
• рефератов учащихся (по учебным темам, профилю обучения);
• учебно-исследовательских работ школьников (по учебным темам, профилю обучения);
• и пр.
Сформулируем требования к разработке цифровых коллекций дидактических материалов. При моделировании новой учебной коллекции определяются:
• вид коллекции;
• адрес коллекции (уровень и профиль образования);
• назначение коллекции (основная образовательная цель);
• концепция коллекции (система образовательных целей, общая структура коллекции, принципы и порядок формирования ее отдельных компонентов, краткая характеристика образовательных технологий, на основе которых строится коллекция, цифровые технологии разработки);
• структура коллекции (при подготовке коллекций смешенного типа следует выделить подструктуры: материалы для учащихся и материалы для учителя);
• гипертекстовая архитектура коллекции;
• виды ВУО в составе коллекции:
«готовые» виртуальные объекты (тексты, рисунки, фотоиллюстрации, анимации, видео, модели и т.п.): авторские ВУО (создаются автором коллекции);
• качество ВУО в коллекции (уровни: научности, доступности для понимания учащимися, выразительности и наглядности, интерактивности);
• аппаратная техника и инструменты для разработки коллекции;
• аппаратная техника и инструменты для работы пользователя с коллекций;
• методика организации учебной деятельности учащихся:
виды учебной работы школьников с данной коллекций; задания для учащихся по работе с материалами коллекции; инструктивные материалы по выполнению заданий; образцы выполнения отдельных заданий; и пр.;
• примеры УМК учебных занятий (или их фрагментов), включающих использование материалов коллекции;
• ключевые компоненты коллекции, которые разрабатываются автором в качестве образцов для ее дальнейшего пополнения;
• правила пополнения коллекции;
• перспективные линии развития структуры и содержания коллекции.
Укажем основные этапы работы по созданию коллекции:
• изучение вопросов методики и технологий разработки ЦУК и ЦУМК для учебного процесса по физике, методик и технологий представления и отработки у учащихся концептуального и процессуального знания по предмету в структуре коллекции;
• изучение образцов (примеров) учебных коллекций по физике для средней школы;
• разработка концепции авторской учебной коллекции и ее структуры;
• определение цифровых технологий разработки коллекции;
• отбор учебных материалов и ВУО для коллекции;
• разработка при необходимости авторских учебных материалов и ВУО для коллекции;
• проектирование рабочих экранов для различных компонентов коллекции: титул, заставки к основным и вспомогательным разделам коллекции и экраны для предъявления собственно коллекционного материала;
• «сборка» коллекционного материала в единую коллекцию, формирование гиперархитектуры коллекции, разработка навигации;
• тестирование разработки;
• разработка методических материалов для учителя, обеспечивающих процесс апробации и внедрения созданных учебных материалов в учебный процесс;
• проведение внешней экспертизы коллекции;
• анализ результатов внешней экспертизы и доработка коллекции;
• апробация разработки в учебном процессе (рекомендуется использовать возможности педагогической практики).
На кафедре мультимедийной дидактики и информационных технологий обучения Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета (http://mdito.pspu.ru/) ведутся разработки разнообразных цифровых коллекций. В подготовке коллекций различных видов активное участие принимают студенты старших курсов. Результаты их творческой работы используются на педагогической практике, на занятиях по курсу методики преподавания физики, на курсах повышений квалификации учителей.
При подготовке каждой коллекции ставятся следующие задачи:
• изложить основы ее построения (дать информацию о структуре коллекции, принципах и правилах формирования);
• обеспечить возможность пополнения материалов коллекции, познакомить будущего учителя с методикой (по возможности и технологией) использования материалов коллекции в обучении.
Создаваемые коллекции включают необходимый минимум учебных объектов (образцов), система которых впоследствии будет пополняться учителем. Такой подход к формированию коллекций дидактических материалов позволит будущему преподавателю впоследствии «наращивать» коллекционный материал с учетом собственного профессионального стиля деятельности, не разрушая при этом концептуальных основ обучения, заложенных в содержание коллекции и методику ее использования на практике.
Коллекции дидактических и методических материалов, как правило, формируются в профессиональном «багаже» учителей постепенно. Полезность таких коллекций бесспорна. Современные технологии представления материалов коллекции позволяют значительно расширить их обучающие возможности за счет:
• обеспечения разнообразия видов дидактических материалов, их систематического пополнения и оперативной корректировки учителем;
• наращивания вариативности содержания учебных материалов и обеспечения в связи с этим более «тонкой» дифференциации обучения;
• мультимедийных форм представления учебной информации;
• обеспечения интерактивного характера самостоятельной работы учащихся;
• обеспечение доступа учащимся к материалам коллекции для организации самостоятельной работы;
• простоты тиражирования цифровых материалов учебного назначения (при необходимости);
• использования дистанционных форм организации обучения.
Следует отметить востребованность предметных коллекций в образовательной практике. Их использование делает труд учителя более рациональным и эффективным.
Список литературы
1. Баяндин Д.В. Углубление деятельностного подхода при обучении физике на основе моделирующих компьютерных систем // Мир науки, культуры, образования. - 2009. - № 7 (19). - Ч. 2. - С. 142-145.
2. Нельзин А.Е., Оспенникова Е.В. Использование информационно-коммуникационных технологий в демонстрационном физическом эксперименте // Известия Южного федерального университета. Педагогические науки. - 2009. - № 12. - С. 197-205.
3. Оспенников Н.А., Ремизова Е.С. Лабораторный физический эксперимент в условиях применения компьютерных технологий обучения: учеб.-метод. пособие. - Пермь: изд-во ПГПУ, 2007. - 242 с.
4. Оспенников, Н.А. Цифровая коллекция дидактических материалов по истории фундаментального физического эксперимента // Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы, современные решения: материалы 12-й Всерос. конф. - Глазов: изд-во ГГПИ, 2007. - С. 23.
5. Оспенникова Е.В. Использование ИКТ в преподавании физики в средней общеобразовательной школе: методическое пособие. - М.: Бином: Лаборатория знаний, 2011. - 655 с.
6. Оспенникова Е.В., Оспенников Н.А. Виды компьютерных моделей и направления использования в обучении физике // Вестник Томского государственного педагогического университета. - 2010. - № 4. -С. 118-124.
7. Оспенникова Е.В., Печёный А.П. Инструменты насыщенной презентации для эффективного использования интерактивной доски в образовательном процессе // Известия Южного федерального университета. Педагогические науки. - 2009. - № 12. - С. 215-223.
