CC BY
9
Scientific j oumal ISSN 2413-158X (online)
PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION ISSN 2413 1571 (Print)
Has been issued since 2013.
Науковий журнал
Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Шамшин О.П. Вiртуалiзацiя фiзики та психолого-педагогЫш аспекти. Ф'зико-математична освта. 2020. Випуск 4(26). С. 134-140.
Shamshin O. Virtualization of physics and psychological and pedagogical aspects. Physical and Mathematical Education. 2020. Issue 4(26). Р. 134-140.
DOI 10.31110/2413-1571-2020-026-4-022 УДК: 378.1
О.П. Шамшин
На^ональна академ'я На^онально)' гвардПУкраши, Украна
apshamshin@gmail.com ORCID: 0000-0002-7167-6476
В1РТУАЛ1ЗАЦ1Я Ф1ЗИКИ ТА ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОПЧШ АСПЕКТИ
АНОТАЦ1Я
Формулювання проблеми. Вiртуальна освта мае на уваз/' створення в'ртуального освiтнього середовища (ВОС), що складаеться з iнформацiйного простору, який включае доступнсть необмеженого навчального матер'шлу через засоби комуншацП, в'ртуального або реального каналу зв'язку студента /' викладача, пдвищення ролi самоосвти, домнуванням навчання над викладанням. Вiртуалiзацiя предметно)' област'1, а саме фiзики, вимагае окремого ретельного розгляду в умови швидких змн освти, що тягне за собою змну суспльства й навпаки.
Матер/'али / методи. Для досягнення поставлено)'мети роботи використовувалися наступнi методи: анал'з i систематизац'я -пд час огляду наукових статей, навчально-методичних по^бниюв, у яких представлен тi чи тш'! досл'дження, розробки, описи питань, що стосуються вiртуалiзацi')' навчального середовища, технолог'!)' та методв вiртуалiзацi'í, синтез, порвняння, систематиза^я, узагальнення - пд час отримання та обговорення результатв i формулювання висновкв роботи.
Результати. Створення в'ртуального освiтнього середовища окремого навчального предмета - фiзики базуеться на рядi психолого-педагог'чних принципiв: педагог'мно)'доцльностI /ндив/'дуал/'зацГ)', заданого рвня засвоення, когнiтивностi, мотивованост '!. Створення ВОС вимагае враховувати також методичш принципи, властив/' взаеминам студента й тьютора, студента й вiртуально'í реальностi: принцип штерактивност'!, трансформацп ролей студента й викладача в суб'екти навчання й органiзатора освiтнього процесу в 'дпов 'дно.
Висновки. Вiртуалiзацi')'фiзики пов'язана з '! змстовим та iнформацiйним систематизуванням лекцйного матер 'юлу за принципом педагог'чно)' доц'тьност'!, практичнi завдання формуються за принципом заданого р'вня засвоення, вiртуальнi лабораторнi роботи пiдвищують когштивнкть, вони е нтерактивними. Вiртуалiзацi')' фiзики притаманш уа переваги ВОС, але вона не вльна в'д в'дпов'дних ризикiв.
КЛЮЧОВ1 СЛОВА: в1ртуальне осв)тне середовище, в)ртуал1зац1я предметно)' област), мотивация студентв до вивчення ф)зики, ризики в)ртуал1зацИ', пост'шдустр'шльне суспльство.
ВСТУП
Постановка проблеми. Теорiя поспндус^ального сусптьства (П 1С) розглядае сучасний стан сусптьного розвитку як перехщ до сусптьства знання (СЗ), у якому еконо/^чне й ресурсне значення набувають знання, що е умовою устху в будь-якш обласп. Одержання нових знань стае постшною вимогою, висунутою новими завданнями створення товарiв i послуг. Перехщ вщ П1С до СЗ - це перехщ вщ промислового виробництва до виробництва й поширення знань, взаемообмЫу мiж галузями, що роблять знання, й що створюють матерiальний продукт. Наука, науковi розробки, шновацп стають головною рушийною силою економти. Знання стають матерiальною силою, зростае цшысть квалiфiкованих пра^вниюв, здатних послйно вчитися, пщвищувати особиспсы й профеайы компетентности використовуючи Ыформацмы технологи, орiентуватися в Ыформацп й фтьтрувати и (Белл, 2004). Рушийною силою П1С е знання, квалiфiкацiя персоналу, технологи.
Теорiя П1С змЫюеться теорiею шформацшного сусптьства, розглянутого як розвинене П1С й попередник СЗ. В шформацшному сусптьст^ Ыформа^я й Ыформацшы технологи е рушийною силою.
Трансформащя, що вщбуваеться в наши ды, базису сусптьства викликае вщповщну перебудову надбудови. Наслщком Ыформатизаци сусптьства е шформатиза^я освти - процес забезпечення сфери освти методолопею й
практикою розробки й оптимального використання сучасних Ыформацшних технолопй, орieнтованих на реалiзацiю психолого-педагогiчних цiлей навчання, виховання (Бим-Бад, 2002).
lнформацiйно-технологiчний прорив останых 5-10 рокiв, подГ'' нинiшнього «пандемГчного» року, перспективи впровадження штучного Гнтелекту в повсякденне життя й в освГту, зокрема, ведуть до порушення патрiархального укладу системного педагогiчного процесу, що базуеться на eдностi змГсту, форм, методiв i засобiв. Сучасна вища школа робить перехiд вщ традицiйного навчання, освiти до самоосвти з використанням iнформацiйно-комунiкацiйних технологiй. З'являеться цифрова педагогiка -це вивчення й використання сучасних цифрових технолопй у викладанн й навчаннi (Deyasi, 2021). Цифрова педагопка може застосовуватися в Ытерактивному, гiбридному й очному середовищГ навчання. Цифрова педагогiка вiдрiзняеться вщ викладання в lнтернетi, тому що вона дозволяе проводити навчання й викладання способами, ям не доступы звичайнш офлайн освiтi. Коли ми застосовуемо 1нтернет у навчаннi й по-справжньому приймаемо все, що породжують цифровi технологи, ми вiдкриваемо нашим студентам (i собi) зовсiм новий мир мережного навчання.
Як усякий новий напрямок людсько''' дiяльностi процес навчання за допомогою комп'ютерiв та мережi ще не визначився остаточно з визначеннями й термшолопею. Дистанцiйне навчання (distance learning), електронне навчання (e-learning), розподiлена освiта (distributed learning), мобГльне навчання (m-learning), онлайн навчання (online learning), вiртуальний клас (virtual classroom), розумна освГта (Smart Education), хмарн технологГ'' (cloud technology), iнформатизацiя освГти, iнформацiйно-комунiкацiйнi технологГ'' (1КТ) в освт, цифрова педагогiка (digital pedagogy) - термши, що позначають використання комп'ютерно' технiки, програмного забезпечення й мереж у освГтньому процесi (Guri-Rosenblit, 2011).
Вiртуалiзацiя освГти суттево розширюе можливостГ об'ектГв навчання в одержаннi знань, доступност навчальних ресурсiв, методах та засобах навчання, орга^зацп освГтнього процесу, наявност або вГдсутностГ комунiкативних зв'язкГв суб'ект - об'ект навчання.
Кожен викладач мае сво' методичнi напрацювання, ям використовуються в навчальному процесi. Наприклад, специфта деяких ЗВО призводить до того, що комплект навчально-методичного забезпечення становить понад 1000 сторшок. З них ттьки 300 сторГнок, що мГстять конспект лекцiй i питання до них, можуть бути безпосередньо використан студентами, якщо конспект буде виставлений в мережу хмарi або на сайт ЗВО, кафедри, викладача. Потрiбен квалiфiкований пГдхГд до вибГркового розмiшення учбового матерiалу. Зайва шформа^я призведе до вiдволiкання з траекторГ'' навчання. Мало хто з викладачГв загальноосвiтнiх дисциплГн розмiшував в мережi приклади розв'язання задач та завдання для самоспйно''' роботи, ще менше число мае розробленi вiртуальнi дистанции лабораторнi роботи з вiддаленим доступом. Проведення контрольних робп- в мережi також вимагае розробки. Простiше виршуеться проблема створення тестiв.
Пандемiя гостро поставила питання вiртуалiзацií не ттьки фГзики, але всГх предметiв техычних ЗВО. Вiртуалiзацiя фГзики потребуе переводу всього комплексу дисциплЫи в мережу. ВГртуалГзацГя фГзики та и аспекти вимагае окремого ретельного розгляду в умовах швидких змш освГти та сучасного свГту.
Аналiз актуальних дослщжень. ВГртуалГзацГя у свГтлГ соцГально-фГлософських понять розглядаеться в роботах
A. Крокера i М. Вейстейна (Kroker, 2001), А. Бюля (Bühl, 1997), Д.В. 1ванова (Иванов, 2002), у системГ вГдкритого вГртуального освГтнього середовища - Ю. A. Бикaдоров, В. Ю. Бикoв, В. М. Глушков, A. П. £ршов, М. I. Жaлдак,
B. П. Зiнченко, A. Т. Кузнецов, В. С. Ледньoв, М. П. Лaпчик, М. М. Мoiсеев, В. М. Монaхов, В. С. Михалевич, Ю. I. Мaшбиць, I. A. Нoвик, A. I. Пaвловський та Гн. ЗагальнГ методологГчнГ питання вГртуалГзацГ'' освГти, вГртуального освГтнього середовища - М.Е. Вайндорф-Сисоева (Вайндорф-Сысоева, 2010), Н.О. Половая (Половая, 2018). Переваги та недолти вГртуалГзацГ'' сучасно'' системи освГти з позицГ'' соцГально' фГлософГ'' - Бокачев I.A. (Бокачев, 2015), прюритети i ризики вГртуалГзацГ'' на рГвнГ фундаментальних свГтоглядних парадигм - Пашков В. В. (Пашков, 2014).
Використовування сучасних технолопй вГртуалГзацГ'' при вивченнГ фГзики, 'х порГвняння з традицшними способами розглядае нобелГвський лауреат з фГзики 2001 року К. ВГман (Wieman, 2005). У традицГйному пГдходГ бГльша частина курсу передбачае читання лекцш студентам; задачГ, як правило, е домашнГм завданням з роздГлу лекцГ'' Гз короткими ктьккними вГдповГдями, а оцГнки в основному базуються на Гспитах, що мГстять подГбнГ задачГ. АналГз традицГйного навчання показуе, що студенти здатнГ правильно вщповщати на звичайнГ тестовГ питання та засвоювати курс, не розумГючи основних фГзичних концепцГй. Опитування серед багатьох тисяч студентГв на початку та в кшц курсу фГзики у багатьох рГзних закладах показали, що тсля навчання студенти розглядають фГзику як менш пов'язану з реальним свггом, менш цГкаву i бГльше як щось, що слщ запам'ятати без розумГння. Покращення фГзично'' освГти базуеться на тих самих методах, якГ добре працювали для просування фГзичних дослщжень. Зростае роль викладача, як експерта здатного не перевантажити учбовий курс зайвою шформацГею, а розвинути його ментальну органГзацГйну структуру, щоб студент був спроможнш вГдповГсти на питання «Чому?», а не лише «Що». Ретельно розробленГ симуляцГ'' ефективнГшГ в навчальному планГ, нГж справжне обладнання тому, що в них вщсутня зайва ГнформацГя, яка в реальнГй установцГ вщволтае студентГв.
ВГртуалГзацГя, створення ВОС, стввщношення вГртуального та реального у навчальному експериментГ з фГзики, психолого-педагогГчнГ особливост використання та методика запровадження вГртуального фГзичного експерименту в середнГй школГ, його концептуальнГ засади вивчаються в роботах дисертантГв науково'' школи проф. Величка С.П.: Сальник !.В. (Сальник, 2016), Петриця А.Н. (Петриця, 2010), Забара О.А. (Забара, 2015) та ЫшГ
ВГртуалГзацГя освГти, створення вГртуального освГтнього середовища, його переваги i недолти, просторова модель ВОС у виглядГ сфери, наповнено'' освГтнГми сферами, розглядаються у низцГ робГт Сальник !.В. ВГртуалГзацГя фГзики впливае на формування нового змГсту кожного з компонент педагопчно''' системи, якою е процес навчання фГзики: цГльово''', змктово''', концептуально' та процесуально''. Причому змГна цГльового та змГстового компонентГв в ВОС розглядаються в загальному планГ, як такГ, що дають змогу широкого ГнформацГйного доступу та ГндивщуалГзаци освГтнього процесу. Концептуальний компонент набувае зростаючу частину вГртуально' складово'' у виглядГ комп'ютерного ГмГтацГйного
експерименту, який мае певн психолого-педагопчы чинники. В якостi шновацшного педагогiчного пiдходу пропонуеться синергетичний. (Синергетичний пщхщ, на нашу думку, е одыею 3i спроб математичними засобами описати сощальы явища. Це ще один з прикладiв застосування «модних» математичних теорiй у гуманiтарних науках. Як бути, наприклад, з точками бiфуркацN з '¡х сенсом в теорп катастроф, теорп особливостей?) Процесуальний компонент мае на увазi застосування у процеа навчання iнновацiйних технолопй - це модулювання фiзичного експерименту, i методiв активного навчання - вiртуалiзованi традицiйнi i вiртуальнi шновацмн навчальнi заняття.
Петриця А.Н. встановлюе оптимальне спiввiдношення вiртуального i реального навчального експерименту як один до трьох на користь реального. I це стввщношення залежить вщ укомплектування обладнанням кабiнету фiзики, зростаючи у бт вiртуального при вiдсутностi реальних лабораторних пристро'в.
Забара О.А. вивчае психолого-педагопчы особливостi використання вiртуального експерименту у процеа виконання фiзичного практикуму. Серед них нетдготовлеысть студентiв перших курав до сприйняття абстрактно,' шформацп, образного мислення. Зростае роль вiртуально¡ вiзуалiзацií, завдяки якiй досягаеться рацюнальне спiввiдношення абстрактно,' й образно,' Ыформацп з акцентом на розвиток особистост завдяки творчостi, та ще й з емоцшним впливом, максимально розкриваючи когнiтивнi й креативнi якостi студенев (Забара, 2015 С.59). Визначае дидактичн властивостi використовування вiртуально¡ реальностi: штерактивысть, варiативнiсть вiртуально¡ лабораторно, роботи, наочысть, можливiсть змоделювати, вiдобразити склады фiзичнi експерименти та явища, котрi не можливо вщтворювати у реальнiй дшсносп. Визначенi також дидактичнi функцп навчального фiзичного експерименту.
Вiртуалiзацiя предметно, обласп, а саме фiзики, практично не розглядаеться в сучасый лiтературi, присвячено',' використанню 1КТ у навчальному процеа.
Мета статп. Аналiз теоретико-методологiчних основ вiртуалiзацi¡ фiзики як системи вiртуального освiтнього середовища того, якого навчають, и практико-орiентованого компонентного наповнення, визначення психолого-педагогiчних аспектiв вiртуалiзацi¡ предметно' област ВОС.
МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ
Для досягнення поставлено'' мети роботи використовувалися наступи методи: аналiз i систематиза^я - пiд час огляду наукових статей, навчально-методичних поабни^в, у яких представлен тi чи iншi дослщження, розробки, описи питань, що стосуються вiртуалiзацi¡ навчального середовища, технологи та методiв вiртуалiзацi¡; узагальнення статистичних даних вступних кампанш до ЗВО; аналiз, синтез, порiвняння, систематизацiя, узагальнення - при розробц пакетiв навчальних матерiалiв за всiма роздiлами учбового процесу, ¡х розташуваннi на сайтi та проведены онлайн тестування, розв'язування завдань, виконанн вiртуальних лабораторних робiт.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ
Вiртуальнiсть як фiлософське поняття близька до iдеалiзму й може протиставлятися реальному, матерiальному, незалежному вщ свiдомостi. Вiртуальнiсть, як область суб'ективного, мктить у собi знання й шформацю доступнiсть i циркуляцiя яких росте експонен^ально. Завдання освiти - одержання суб'ективного знання, тобто набору таких понять, як цшысна, корисна, значима шформа^я, зрозумта, систематизована, експлуатована суб'ектом, що дозволяе йому перетворити вiртуальний об'ект у зааб розв'язку прикладних завдань. Придбане суб'ективне знання продуктивне - з його допомогою той, якого навчають, або самонавчальний здатний реалiзувати мету навчання. «Математикою володiе не той, хто знае ¡¡' аксюми й теореми, але той, хто з ¡хньою допомогою може виршувати математичнi задачiм (Лосев, 1988).
Вiртуальну освiту особистостi можна розглядати як втьний розвиток, рух у будь-якому напрямку в сферичый моделi знань (Хуторской, 1998). Центр сфери - особиспсть, знання в предметна областi - концентричнi сфери (рис. 1). Нагромадження знань, умЫь, здiбностей, навичок вiдповiдае розширенню вщповщно' сфери. Причому це розширення може вщбуватися нерiвномiрно, коли роздутий напрямок знань переважае над напрямком умЫь (рис. 2).
I
Рис. 1. Просторова модель освгги. Рис. 2. Просторова модель ВОС предметно!" област
Сфери: 1 - штелектуальна; 2 - емоцшно-образна; 3 - культурна; 4 - кторична; 5 - сощальна. I - вiртуальний осштнш простiр людини.
Раннi роботи iз застосування теорГ, катастроф у сощальних науках пояснювали перехiд в^д середньо,' людини (студента, ученого) до устшного, а потiм до генiального, захоплеыстю й розвитком його навичок, технти й досвiду. При низькiй захопленост досягнення вченого досить повiльно ростуть у мiру розвитку технiки (крива 5, рис. 3). При сильнш,
136
що граничить iз маыакальною, захопленосп, розвиток технiки приводить у якийсь момент до стрибкоподiбного росту досягнень - технта й захопленiсть мЫяються по кривiй 1 у точц 2 (рис. 3).
Побудова вiртуального освiтнього середовища предметно! областi пщготовки фахiвця з вищою освiтою вимагае, насамперед, визначення мети навчання, виховання й розвитку студенев. Природньо, що ц цiлi збiгаються з реальним освп>лм простором, але мiняються способи й методи досягнення цих цтей. Вщбуваеться революцiйний перехiд в^д письмово-друкованого до комп'ютерного носiя знань i суб'ектностi процесу освiти: роль педагога, що мае бтьшл, але все одне обмежен знання в певнш областi, як промiжноí ланки мiж тими, яких навчають, i об'ективними знаннями, ывелюеться, з'являеться уберiзацiя педагога. Разом з ™ з'являеться проблема ктинносп онлайн знань.
Фiзика, будучи фундаментальною дисциплшою iнженерно-технiчних спецiальностей ЗВО, здобувае в останн десятилiття риси односеместрового факультативного курсу з м^мальним аудиторним навантаженням, вихолощеним свiтоглядним пщтекстом. Вiддана на вiдкуп самоосвiтi фiзика, як реальний навчальний предмет, переходить у вiртуальний Постае питання: Кого вчити фiзицi? Кiлькiсть тих, що здають ЗНО по фiзицi за останн 9 рокiв скоротилося бтьш нiж в 3 рази, i цього року становить 6% вщ загального числа абiтурiентiв (рис. 4). З тих, що здали ЗНО близько половини одержали тршку. Усе частше студентськ групи на техычних спецiальностях складаються з 1-3 чоловт. Аграрнiй краíнi фiзика не потрiбна.
Рис. 3. Зростання досягнень студента, ученого Рис. 4. Ктьтсть абiтурieнтiв, що здають ЗНО з фiзики
залежно вiд захопленостi й техшки та математики в процентах вщ загальноТ кiлькостi
(навичок, досвiду) (Арнольд, 1990) абiтурieнтiв. За даними (Результати, 2020)
З вiртуалiзацieю фiзики ми занурюемо студента у звичне для нього середовище комп'ютерних технологiй, irop i сoцiальних мереж. У нього виникае адиктивний стан, психолопчна залежысть вiд oсвiтньoгo процесу за рахунок використання балiв, очок, oцiнoк, piвнiв. Звичне середовище позбавляе студента вщ пiдсвiдoмих стpахiв, пов'язаних з навчанням, зi слабкими знаннями, з поганою оцшкою, з критикою з боку викладача.
Можна нескiнченнo пopiвнювати студенпв минулих poкiв i нинiшнiх, але необхщно звернути увагу на той розрив мiж базисом i надбудовою oсвiтньoгo процесу, який склався в методик й методах викладання й техычнш oзбpoенoстi тих, яких навчають: викладач iз крейдою бiля дошки, як i сто - двют poкiв тому намагаеться навчити чомусь поколшня Z. Знання цим поколшням розглядаеться, як умiння знайти вщповщь у меpежi. Багато говоритися про необхщысть нового пiдхoду до навчання поколЫня Z, але мало що реально робиться для цього бтьшлстю викладачiв i МОН. Пoтpiбнo вести навчання мовою зpoзумiлoю лiнкеpам, тобто масове залучення комп'ютерного, планшетного, смартфонного контенту, перевщ заняття в мережу, взагал^ робити те, що визначаеться вipтуалiзацiею. Уява основних характеристик i властивостей, реальних пpoцесiв i явищ за допомогою фiзичних моделей може надати студентам фiзичнi знання, що характеризуются високими кoгнiтивними параметрами. Вщбуваеться процес розширення ВОС студента через його органи почутпв, нервову систему - емоцмно-образно, рефлексивну дiяльнiсть, штелектуальы здатнoстi, кoмунiкацií з педагогами.
Три складoвi навчального процесу вимагають вщповщно''' вipтуалiзацií. Створення онлайн фiзичнoí лекцшно''' бази на сьoгoднiшнiй день можна розглядати як факт, що стався, осктьки е величезне число курав провщних свiтoвих унiвеpситетiв, пpoфесopiв i викладачiв. Але педагог може розмктити в меpежi власний лекцiйний курс.
Трохи складнше справа з вipтуалiзацiею розв'язування фiзичних задач. Цей роздт навчання тpадицiйнo е таким, що потребуе найбтьших зусиль студентiв. Найважлившим тут е мoтивацiя, iнтеpес, бажання навчитися розв'язувати задачк Навчитися можна на прикладах. Розв'язуючи по 40 задач у день, маючи бажання розв'язати увесь збipник задач, ыщо не заважае впоратися з труднощами, що виникають, й створити, щось пoдiбне зроблене автором (Шамшин, 2020).
Вipтуалiзацiя стосовно до лабораторного практикуму (Шамшин, 2012, 2016) на сьогодншый день передбачае дистанцмний практикум лабораторних робп- (Шамшин, 2017), меpежевi лабораторп, автоматизований лабораторний макет, стенд дистанцшного доступу, вipтуальну навчальну лабopатopiю. ВОС у цьому випадку виступае як система e-science, e-tools, e-learning i дозволяе вiддаленo проводити вимipи, наукoвo-технiчнi дoслiдження, комп'ютеризувати iнженеpну пщготовку, частково компенсувати гостроту iснуючих проблем матеpiальнo-технiчнoгo забезпечення навчальних лабopатopiй сучасним дорогим устаткуванням. У цьому випадку ВОС виступае як елемент популярних сьогодн хмарних технологш (СТ) у сегмент Software as a Service - SaaS, як хмарно opiентoванi тренажери - програми СТ.
ВОС по фiзицi, що мае ряд переваг у пopiвняннi з реальним oсвiтнiм середовищем, властивi педагопчы, психолого, фiзioлoгo- i сoцiальнo-педагoгiчнi ризики (Давыдовский, 2015): 1) вщволтання й перемикання уваги; 2) шаблонысть розумово' дiяльнoстi; 3) фpагментаpнiсть одержуваних знань, замЫа реальних oб'ектiв 'х символами; 4) спрощена картина дшсносп; 5) втрата цшност oцiнки знань, пов'язана з можливктю багаторазових перездач, необмеженост в спробах
проходження даного рiвня; 6) ппертрофована iндивiдуалiзацiя, десоцiалiзацiя, атомiзацiя ocBi™; 7) вiдсутнiсть диференцiацií по здiбностях тих, яких навчають; 8) втрата зв'язку з реальним миром, деперсоналiзацiя, picT Ытернет-залежноcтi; 9) знецЫювання реального оcвiтнього процесу в цтому й iндивiдуальноí навчальноí дiяльноcтi зокрема; 10) завищена оцiнка можливостей сучасних шформацмно-комунтацшних технологи; 11) дебукинiзацiя, повна вщмова вiд роботи з лтературою.
ОБГОВОРЕННЯ
Створення ВОС окремого навчального предмета - фiзики вимагае враховувати цтий ряд пcихологiчних, методичних, педагопчних пpинципiв, властивих взаеминам студента й тьютора, студента й вipтуальноí реальности проведення велико,' iнтелектуальноí, iнфоpмацiйноí роботи iз систематизацп лекцiйного матеpiалу у вщповщысть iз принципом педагог'1чно1 доцiльностi застосування потен^алу ВОС, коли на перший план висуваеться не впровадження технти, а тематичне й значенневе наповнення курсу дисциплши. У цьому кура кожне теоретичне питання було б осв™ене багатоpiвнево, дозволяючи студентам з piзною базовою пiдготовкою знайти свш шлях у вивченнi матеpiалу, тобто pеалiзовувавcя б принцип 'шдив'дуал'вацй. Те ж стосуеться завдань для практичних занять. Приклади розв'язання задач, задачi для cамоcтiйного piшення повинн бути доcтупнi для pозумiння вама студентами. Шлях вiд простого до складного, або принцип заданого рiвня засвоення, залишаеться слушним i в шформацмному cуcпiльcтвi. Зростае роль вipтуальних лабораторних pобiт як форми cамоcтiйноí роботи cтудентiв. Пiдвищуетьcя значення iнфоpмацiйноí зpучноcтi для студента при виконанн вipтуальноí лабоpатоpноí роботи. Вipтуальна комп'ютерна лабоpатоpiя з поcтiйним мережевим доступом може ефективно виршувати piзноманiтнi навчальы, науково-доcлiднi й обчиcлювальнi завдання. При цьому пщвищуеться 1хня роль у полтшены таких пcихологiчних фактоpiв як когштивнкть, умотивовансть. Принцип i'нтерактивностi - поcтiйний контакт об'екта й суб'екта навчального процесу, трансформа^я ролей студента й викладача в суб'екти навчання й оргаызатора навчального процесу вщповщно.
ВИСНОВКИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ПОДАЛЬШОГО ДОСЛ1ДЖЕННЯ
Розглянуто питання понятмного апарату вipтуалiзацií i побудови вipтуального оcвiтнього середовища пpедметноí облаcтi фiзики. Показано, що вipтуалiзацiя неоднозначна i мае як переваги, так i ряд pизикiв.
У ВОС пpедметноí облаcтi фiзики мета навчання, виховання й розвитку студенев збiгаютьcя з реальним освт-лм простором, але мЫяються способи й методи досягнення цих цтей завдяки таким перевагам ВОС, як гнучккть, доcтупнicть, модульнicть, штерактивысть, економiчна ефективнicть, пpодуктивнicть, умотивованicть, iндивiдуалiзацiя та cоцiалiзацiя.
Вipтуалiзацiя оcвiти, зокрема фiзики, розширюе ВОС студента через його органи почутпв, нервову систему -емоцшно-образно, рефлексивну дiяльнicть, Ытелектуальы здатноcтi, комунiкацií з педагогами.
Зростае роль i вiдповiдальнicть викладача, який вipтуалiзуе предмет. До нього пред'являються вимоги виcокоí пpофеciйноí компетентноcтi, володшня тpадицiйними й цифровими педагогiчними методами, вмшня структурувати, кластеризувати iнфоpмацiйнi потоки.
У подальше pоботi плануеться бтьш щiльно розглянути запровадження pозpобленоí автором програми автоматичного розв'язку фiзичних завдань APS - Automatic Physical Solver, як елемент вipтуалiзацií та мотивацп студенев технiчних ЗВО до розумшня фiзичних законiв та уявлень через пошук piшення вiдповiдних проблем.
Список використаних джерел
1. Арнольд В. И. Теория катастроф. М.: Наука, 1990. С. 9.
2. Белл Д. Грядущее постиндустриальное общество. Опыт социального прогнозирования. М.: Academia, 2004. 944 с.
3. Бим-Бад Б.М. Педагогический энциклопедический словарь. М.: Большая рос. энцикл., 2002. С.109-110.
4. Бокачев И.А., Лукинова И.А. Виртуализация современной системы образования: «за» и «против». Гуманитарные, социально-экономические и общественные науки, 2015. №1. С. 15-19.
5. Bühl A. Die virtuelle Gesellschaft: Ökonomie, Politik und Kultur im Zeichen des Cyberspace. Opladen: Westdeutscher Verlag, 1997. 398 S
6. Вайндорф-Сысоева М.Е. Виртуальная образовательная среда: категории, характеристики, схемы, таблицы, глоссарий: Учебное пособие. М.: МГОУ, 2010. 102 с.
7. Wieman C. & Perkins K. Transoforming Physical Education. Physics Today, 2005, 58, 11, pp.36-41. DOI: 10.1063/1.2155756
8. Guri-Rosenblit S. and Gros B. E-Learning: Confusing Terminology, Research Gaps and Inherent Challenges. International Journal of E-learning & Distance Education, 2011, Vol. 2, № 1, pp. 1- 12.
9. Иванов Д. В. Виртуализация общества. Версия 2.0. СПб.: Петербургское востоковедение, 2002, 224 с.
10. Давыдовский А. Г. Проблема педагогических рисков виртуализации высшего образования. Веснiк БДУ. Сеpiя. 4. Педагопка, 2015. №1. С. 75-78.
11. Deyasi, A., Mukherjee, S., Mukherjee, A., Bhattacharjee, A.K., Mondal, A. Computational Intelligence in Digital Pedagogy. Springer Singapore, 2021. 293 p.
12. Забара О.А. Методика виконання фiзичного практикуму майбут-лми вчителями фiзики в умовах взаемозв'язку реального та вipтуального навчального експеримен^в: дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02/ КДПУ iменi В. Винниченка. Юровоград, 2015, 219 с.
13. Kroker A., Weinstein M.A. Data Trash: The Theory of Virtual Class. Montreal, New World Perspectives, 2001. 158 p.
14. Лосев А. Ф. Дерзание духа. М: Сов. писатель, 1988. С. 210.
15. Пашков В. В. Вipтуалiзацiя освти: прюритети i ризики. Глея: науковий в'!сник, 2014. Вип. 86. С. 288-291.
16. Петриця А.Н. Стввщношення вipтуального та реального у навчальному експеримент у процеа вивчення фiзики в основнш школк дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02/ КДПУ iменi В. Винниченка. Юровоград, 2010, 271 с.
17. Половая Н.О. Вiртуальне навчання як головний вектор ново!' шформацмно''' епохи. Грат, 2018. Т. 21, № 3. С. 57-62, DOI: 10.15421/171838.
18. Результаты ЗНО. URL: https://ru.osvita.ua/test/rez_zno/ (Дата звернення 25.11.2020).
19. Сальник 1.В. 1нтегращя реального та вiртуального навчального фiзичного експерименту в старший школi : дис. ... докт. пед. наук : 13.00.02/ Нац. пед. ун-т iM. М. П. Драгоманова. - Ки'в, 2016. - 490 с.
20. Цифровая педагогика: технологии и методы/Соловова Н.В. и др.; Самара: Изд-во Самарского университета, 2020. 128 с.
21. Хуторской А.В. Отечественные предпосылки философии виртуального образования. 1998. URL: http://www.eidos.ru/books/ virt_edu_ru.html (Дата звернення 25.11.2020).
22. Шамшин А.П. Компьютерный лабораторный практикум по магнетизму, колебаниям и механике с использованием LabVIEW, MATLAB и Word. Сборник трудов XI международной научно-практической конференции «Инженерные и научные приложения на базе технологий National Instruments -2012» (М., 6-7 декабря 2012 г.). М.: ДМК-пресс, 2012. C. 195-197.
23. Шамшин А.П. Навчальн матерiали по фiзицi URL: http://bog5.in.ua (Дата звернення 25.11.2020).
24. Шамшин О.П. Лабораторн роботи з використанням смартфону у фiзичному практикумк Новiтнi комп'ютерш технологи, 2016. т. 14. C. 131-132.
25. Шамшин О.П. Дистанцшы лабораторн роботи у фiзичному практикумГ Новiтнi комп'ютерш технологи, 2017. т. 15. C. 185-188.
References
1. Arnol'd, V. I. (1990). Teoriya katastrof [Catastrophe theory]. M.: Nauka, P. 9 [in Russian].
2. Bell, D. (2004). Gryadushchee postindustrial'noe obshchestvo. Opyt social'nogo prognozirovaniya [The Coming of PostIndustrial Society: A Venture in Social Forecasting]. M.: Academia, - 944 [in Russian].
3. Bim-Bad, B.M. (2002). Pedagogicheskij enciklopedicheskij slovar' [Pedagogical encyclopedic dictionary]. M.: Bol'shaya ros. encikl. pp.109 - 110 [in Russian].
4. Bokachev, I.A. & Lukinova, I.A. (2015). Virtualizacija sovremennoj sistemy obrazovanija: «za» i «protiv» [Virtualization of the modern education system: pros and cons]. Gumanitarnye, social'no-jekonomicheskie i obshhestvennye nauki, 1. 15-19 [in Russian].
5. Bühl, A. (1997). Die virtuelle Gesellschaft: Ökonomie, Politik und Kultur im Zeichen des Cyberspace. Opladen: Westdeutscher Verlag, 398 S [in German].
6. Vajndorf-Sysoeva, M.E. (2010). Virtual'naja obrazovatel'naja sreda: kategorii, harakteristiki, shemy, tablicy, glossarij: Uchebnoe posobie [Virtual educational environment: categories, characteristics, diagrams, tables, glossary: Tutorial]. M.: MGOU [in Russian].
7. Wieman, C. & Perkins, K. (2005). Transoforming Physical Education. Physics Today 58, 11, 36-41. DOI: 10.1063/1.2155756
8. Guri-Rosenblit, S. & Gros, B. (2011). E-Learning: Confusing Terminology, Research Gaps and Inherent Challenges. International Journal of E-learning & Distance Education. Vol. 2, № 1, 1- 12.
9. Ivanov, D. V. (2002). Virtualizacija obshhestva. Versija 2.0 [Virtualization of society. Version 2.0]. SPb.: Peterburgskoe vostokovedenie [in Russian].
10. Davydovskij, A. G. (2015). Problema pedagogicheskih riskov virtualizacii vysshego obrazovaniya [The problem of pedagogical risks of virtualization of higher education]. Vesnik BDU. Seriya. 4. Pedagogika.- Bulletin of the Belarusian State University. Series 4. Pedagogy, 1, 75 - 78 [in Russian].
11. Deyasi, A., Mukherjee, S., Mukherjee, A., Bhattacharjee, A.K., Mondal, A. (2021). Computational Intelligence in Digital Pedagogy. Springer Singapore, 293 p.
12. Zabara, O.A. (2015). Metodika vikonannja fizichnogo praktikumu majbutnimi vchiteljami fiziki v umovah vzaemozv'jazku real'nogo ta virtual'nogo navchal'nogo eksperimentiv [Methods of performing a physical workshop by future physics teachers in terms of the relationship of real and virtual learning experiments] Candidate's thesis. Kirovograd: KDPU named after V. Vinnichenka [in Ukrainian].
13. Kroker, A. & Weinstein, M.A. (2001). Data Trash: The Theory of Virtual Class. Montreal, New World Perspectives,158 p.
14. Losev, A. F. (1988). Derzanie duha [Daring spirit] - M: Radyans'kij pis'mennik [in Russian].
15. Pashkov, V. V. (2014). Virtualizacija osviti: prioriteti i riziki [Virtualization of education: priorities and risks.]. Gileja: naukovij visnik, (86), 288-291 [in Ukrainian].
16. Petricja, A.N. (2010). Spivvidnoshennja virtual'nogo ta real'nogo u navchal'nomu eksperimenti u procesi vivchennja fiziki v osnovnij shkoli [The ratio of virtual and real in the educational experiment in the study of physics in primary school Candidate's thesis. Kirovograd: KDPU named after V. Vinnichenka [in Ukrainian].
17. Polovaja, N.O. (2018). Virtual'ne navchannja jak golovnij vektor novo!' informacijno'i epohi [Virtual learning as the main vector of the new information age]. Grani, vol. 21,(3). 57-62, DOI: 10.15421/171838 [in Ukrainian].
19. Rezul'taty ZNO [ZNO results] (2020). (n.d.). ru.osvita.ua. Retrieved from https://ru.osvita.ua/test/rez_zno/ [in Russian]
20. Sal'nik, I.V. (2016). Integracija real'nogo ta virtual'nogo navchal'nogo fizichnogo eksperimentu v starshij shkoli [Integration of real and virtual educational physical experiment in secondary school]. Doctor's thesis. Kiiv: NPU named after M. P. Dragomanova [in Ukrainian].
21. Solovova, N.V. and al. (2020). Cifrovaya pedagogika: tekhnologii i metody [Digital pedagogy: technologies and methods] Samara: Izdatel'stvo Samarskogo [in Russian].
22. Hutorskoj, A.V. (1998). Otechestvennye predposylki filosofii virtual'nogo obrazovaniya [Domestic prerequisites for the philosophy of virtual education]. Centr distancionnogo obrazovaniya "Ejdos. Retrieved from http://www.eidos.ru/books/ virt_edu_ru.html [in Russian].
23. Shamshin, A.P. (2012). Komp'yuternyj laboratornyj praktikum po magnetizmu, kolebaniyam i mekhanike s ispol'zovaniem LabVIEW, MATLAB i Word [Computer lab practice on magnetism, vibrations and mechanics using LabVIEW, MATLAB and Word]. Proceedings from: Inzhenernye i nauchnye prilozheniya na baze tekhnologij National Instruments: Sbornik trudov XI mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii - Engineering and scientific applications based on National Instruments technologies: Proceedings of the XI International Scientific and Practical Conference, M.: DMK-press., 195 - 197 [in Russian].
1. 23. Shamshin, A.P. (2020). Navchal'ni materiali po fizici [Physics Teaching Materials]. Retrieved from http://bog5.in.ua [in Russian, Ukrainian and English].
24. Shamshin, O.P. (2016). Laboratorni roboti z vikoristannyam smartfonu u fizichnomu praktikumi [Laboratory works with smartphones at a physical workshop]. Novitni komp'yuterni tekhnologii - New Computers Technologies, 14, 131 - 132 [in Ukrainian].
25. Shamshin, O.P. (2017). Distancijni laboratorni roboti u fizichnomu praktikumi [Remote laboratory work in a physical workshop]. Novitni komp'yuterni tekhnologii - New Computers Technologies, 15, 185 - 188 [in Ukrainian].
VISUALIZATION OF PHYSICS AND PSYCHOLOGICAL AND PEDAGOGICAL ASPECTS
Olexandr Shamshin
National Academy of the National Guard of Ukraine, Ukraine
Abstract.
Problem formulation. Virtual education implies the creation of a virtual educational environment consisting of an information space that includes the availability of unlimited learning material through communication, virtual or real communication channel between student and teacher, increasing the role of self-education, the dominance of learning over teaching. Virtualization of the subject area, namely physics, requires a separate careful consideration in the face of rapid changes in education, which entails a change in society and vice versa.
Materials and methods. To achieve this goal using the following methods: analysis and systematization - during the Review of scientific articles, textbooks, which present certain research, development, descriptions of issues related to the virtualization of the learning environment, technology and methods of virtualization, synthesis, comparison, systematization, generalization - during the receipt and discussion of results and formulation of conclusions.
Results. Creating a virtual educational environment of a separate subject - physics is based on several psychological and pedagogical principles: pedagogical expediency, individualization, a given level of mastery, cognition, motivation. The creation of a virtual educational environment also requires consideration of the methodological principles inherent in the relationship between student and tutor, student and virtual reality: the principle of interactivity, the transformation of the roles of student and teacher in the subjects of learning, and the organizer of the learning process, respectively.
Conclusions. Virtualization of physics is associated with the content and information systematization of lecture material on the principle of pedagogical expediency, practical tasks are formed on the principle of a given level of mastery, virtual laboratory work increases cognition, they are interactive. Virtualization of physics has all the advantages of a virtual educational environment, but it is not free from the corresponding risks.
Keywords: virtual educational environment, subject area virtualization, students' motivation to study physics, risks of virtualization, post-industrial society.
