CC BY
74. Байханов, И.Б. Качество образования как стратегическая цель региональной образовательной политики в Чеченской Республике / И.Б. Байханов // Отечественная и зарубежная педагогика. -2019,- Т. 1. -№ 6 (63). - С. 46-55
5. Галиакберова, A.A. Цифровой симулятор педагогической деятельности как средство развития профессиональных компетенций педагогов: методические рекомендации для педагогов среднеобразовательных школ и обучающихся педагогических вузов / A.A. Галиакберова, Э.Х. Галямова, И.М. Захарова [и др.]; под редакцией И.М. Захаровой. -Набережные Челны: Набережночелнинский государственный педагогический университет. 2021. - С. 47-53
6. Гитман, М.Б. Совершенствование структуры и содержания послевузовских образовательных программ на основе формирования профессиональных компетенций в сфере инновационной деятельности / М.Б. Гитман - Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет. -2019. - С. 135-139
7. Карпов, A.C. Отбор молодежных научно-инновационных проектов. Требования, задачи, методы оценки / A.C. Карпов. - Москва: Российский государственный университет инновационных технологий и предпринимательства, 2011. - 135 с.
8. Носачевская, Б.А. Инновационные подходы устойчивого развития региона в условиях трансграничного сотрудничества: сборник научных трудов / Б.А. Носачевская [и др.]. - Калининград: Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, 2017. - С. 62-69
9. Павлова, П.В. Внедрение проектной деятельности в образовательный процесс в инженерном вузе / И.В. Павлова, A.A. Потапов // Цифровизация инженерного образования: Сборник материалов международной онлайн-конференции, Ижевск, 30 марта - 01 2021 года. - Ижевск: Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова, 2021.-С. 111-114
10. Сорокопуд, Ю.В. Генезис развития профессионального образования России: детерминанты и ведущие тенденции развития / Ю.В. Сорокопуд, О.М. Коломиец, A.C. Канюк, Н.И. Соколова // Мир науки, культуры, образования. - 2024. - № 2 (105).-С. 320-324
Педагогика
УДК 378
профессор, доктор физико-математических наук Милинский Алексей Юрьевич
Благовещенский государственный педагогический университет (г. Благовещенск)
ВНЕДРЕНИЕ ИНТЕРАКТИВНЫХ ПОДХОДОВ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИЕ
ФИЗИКИ: ОПЫТ БГПУ
Аннотация. Динамичное развитие информационных технологий оказало значительное влияние на все аспекты жизни общества, включая образовательный процесс. Преподавание физики требует особого внимания к интеграции современных методик и технологий. В данной статье приводится обзор существующих интерактивных методов и информационных технологий, применяемых в обучении физике. Приводится опыт БГПУ создания уникальных продуктов для использования при преподавании физики, таких как «Комплект для сбора электрических схем в виде пазлов», игровое приложение «Формулоид» и «Программа для сборки электрических цепей в виртуальной реальности».
Ключевые слова: преподавание физики, интерактивный подход, информационные технологии, виртуальная реальность, электрические цепи.
Annotation. The dynamic development of information technology has had a significant impact on all aspects of society, including the educational process. Teaching physics requires special attention to the integration of modern techniques and technologies. This article provides an overview of the existing interactive methods and information technologies used in teaching physics. The experience of BSPU in creating unique products for use in teaching physics, such as a "Kit for collecting electrical circuits in the form of puzzles", a game application "Formuloid" and "A program for assembling electrical circuits in virtual reality" is presented.
Key words: teaching physics, interactive approach, information technology, virtual reality, electric circuits.
Введение. Динамичное развитие информационных технологий оказало значительное влияние на все аспекты жизни общества, включая образовательный процесс [1]. В современной школе преподавание естественных наук, в частности, физики, требует особого внимания к интеграции современных методик и технологий [2, 3]. Это обусловлено уникальной способностью физики развивать аналитическое мышление, логику и понимание фундаментальных законов, управляющих миром вокруг нас. Традиционные методы обучения, при которых информация воспринимается пассивно, все чаще подвергаются критике за неспособность в полной мере раскрыть потенциал учеников и мотивировать их к углубленному изучению предмета [4]. В этом контексте внедрение интерактивных подходов и информационных технологий в преподавание физики становится не просто актуальной задачей, но и необходимостью, обусловленной требованиями времени.
В настоящее время интерактивная педагогика заявляет о себе в контексте более прогрессивной педагогики для всех школьных предметов [5]. В этом плане особое внимание уделяется преподаванию естественных наук, в том числе физики, которая является одним из фундаментальных предметов, формирующих научное мировоззрение и критическое мышление обучающихся. При помощи интерактивных средств обучения можно сделать материал гораздо более наглядным и интересным и тем самым повысить интерес к изучаемому предмету среди учащихся.
Интерактивные методы обучения, включая игровые технологии, виртуальные и дополненные реальности, а также разнообразные онлайн-платформы и приложения, предполагают активное вовлечение обучающихся в учебный процесс, стимулирование их критического мышления, развитие способности к самостоятельному поиску и анализу информации [6]. Использование интерактивных методов позволяет не только визуализировать сложные физические процессы и явления, но и проводить виртуальные эксперименты, что ранее было возможно только в хорошо оснащенных лабораториях. В контексте преподавания физики, где понимание абстрактных концепций и законов требует глубокого мышления и анализа, интерактивность может сыграть ключевую роль в успешном освоении материала.
Существует множество примеров успешного внедрения интерактивных методов и информационных технологий в образовательный процесс по физике. Целью настоящей работы является обзор существующих интерактивных методов и информационных технологий, применяемых в преподавании физики, а также оценка их эффективности и перспектив развития. Особое внимание будет уделено анализу того, как эти инновации могут способствовать достижению образовательных целей, улучшению понимания физических законов и принципов, а также вовлечению учащихся в активное и созидательное обучение.
Изложение основного материала статьи. Преподавание физики в современном образовательном пространстве требует интеграции интерактивных подходов и информационных технологий для улучшения качества обучения и повышения интереса учащихся к предмету. Интерактивное обучение физике включает в себя применение методов и подходов, которые стимулируют активное участие учащихся в учебном процессе. Оно способствует созданию образовательной среды, в которой учащиеся могут активно участвовать в процессе обучения, применять и тестировать знания на практике, работать в команде и развивать критическое мышление. Современные информационные технологии включают в себя использование компьютерных симуляций, виртуальных лабораторий, интерактивных учебников и образовательных платформ. Такие инструменты позволяют визуализировать сложные физические процессы и эксперименты, делая их более доступными и понятными для обучающихся.
Для реализации интерактивного обучения на уроках по физике применяются следующие интерактивные технологии:
1. Игровые технологии и симуляции.
Игровые технологии и симуляции играют важную роль в обучении физике, делая абстрактные концепции более понятными и доступными [7]. Симуляторы, воспроизводящие физические эксперименты и явления, позволяют учащимся наблюдать и взаимодействовать с процессами в условиях, близких к реальным, без риска и необходимости использования дорогостоящего оборудования. Это способствует более глубокому пониманию физических законов и принципов через практический опыт и экспериментирование.
2. Виртуальная и дополненная реальность.
Технологии виртуальной (УЯ) и дополненной реальности (АЯ) предоставляют уникальные возможности для обучения физике [8]. Они создают погружающую образовательную среду, где учащиеся могут визуализировать и взаимодействовать с трехмерными объектами и явлениями.
3. Онлайн-платформы и мобильные приложения.
Онлайн-платформы и мобильные приложения предлагают широкий спектр ресурсов для изучения физики, от интерактивных уроков до образовательных игр [9]. Эти инструменты облегчают доступ к знаниям, делая обучение более гибким и индивидуализированным. Обучающиеся могут изучать физические явления в своем собственном темпе, повторяя материалы по мере необходимости и углубляясь в интересующие их темы.
4. Интерактивные лабораторные работы.
Интерактивные лабораторные работы предоставляют учащимся возможность проводить эксперименты в контролируемой, безопасной среде, используя виртуальное лабораторное оборудование [10]. Это позволяет учащимся применять теоретические знания на практике, развивая при этом навыки критического мышления и решения проблем.
Практическое применение интерактивных подходов и информационных технологий в преподавании физики демонстрирует их значительный потенциал в улучшении качества образования. Эти инновации не только обогащают учебный процесс, но и делают его более понятным и интересным для учащихся. Рассмотрим несколько практических примеров из опыта Благовещенского государственного педагогического университета (БГПУ) успешного внедрения данных подходов в обучение физике.
Игровые технологии и образовательные игры становятся все более популярными в преподавании физики. Примером может служить «Комплект для сборки электрических схем в виде пазлов» (рис. 1).
Рисунок 1
Комплект для сборки электрических схем в виде пазлов позволяет в форме игры легко собирать и изучать различные типы электрических схем и их элементы. В комплект для сборки электрических схем входят элементы, на которые нанесены изображения проводников, резисторов, лампочек и других компонентов, необходимых для сборки схемы цепи постоянного тока. Токоведущий провод на элементах изображен черной жирной линией. Элементы набора соединяются между собой, образуя замкнутую электрическую схему. При работе с таким набором развивается логика, усидчивость и внимание.
Один из примеров применения информационных технологий в образовании - использование технологии VR-лаборатории «Modum Education» по теме «Магнетизм» [8] (рис. 2).
Рисунок 2
УЯ-курс по теме «Магнетизм» представляет собой обучающий комплекс для подготовки учащихся 8-9 классов по темам магнетизма и электромагнитной индукции. Система микроуроков позволяет наглядно рассмотреть физические явления, которые сложно показать в школьном кабинете; изучить необходимый материал в увлекательном формате, а также отработать практические задания, ориентированные на подготовку к экзамену.
Внедрение онлайн-лабораторий и симуляций предоставило учителям и ученикам доступ к широкому спектру экспериментальных данных и оборудования, которые ранее были недоступны из-за высокой стоимости или ограничений физического пространства лабораторий. Примером такой лаборатории служит «Программа для сборки электрических цепей в виртуальной реальности» (рис. 3).
Рисунок 3
Этот инновационный инструмент позволяет пользователям не просто изучать теорию, но и применять ее на практике, не покидая при этом комнату. Программа позволяет собирать, тестировать и модифицировать электрические цепи в интуитивно понятном и безопасном виртуальном пространстве.
Онлайн-платформы и мобильные приложения предлагают разнообразные образовательные инструменты, включая игры на физическую тематику. Созданное мобильное приложение «Формулоид» предназначено для дополнения процесса обучения по дисциплине «Физика» в средних и высших учебных заведениях (рис. 4).
Приложение может использоваться в целях закрепления пройденного материала, популяризации физической науки, а также подходит для небольшого отдыха или перерыва в процессе обучения. В приложении ведётся счёт игрока, что в свою очередь добавляет соревновательный элемент в игровой процесс, что может послужить мотивацией для развития обучающегося.
Рисунок 4
Выводы. Данная статья представляет собой описание инновационных продуктов, разработанных в БГПУ для эффективного обучения физике. Первым продуктом является "Комплект для сборки электрических схем в виде пазлов". Он предназначен для игрового обучения построению электрических схем. Вторым продуктом является приложение "Формулоид", которое обеспечивает возможность проверки знаний обучающихся в области размерности физических величин. Третий продукт представляет собой программу для сборки электрических цепей в виртуальной реальности, позволяющую имитировать работу с электрическими цепями. Все эти продукты соответствуют современным образовательным трендам и направлениям развития.
Литература:
1. Стариченко, Б.Е. Цифровизация образования: иллюзии и ожидания / Б.Е. Стариченко // Педагогическое образование в России. - 2020. - № 3,- С. 49-58
2. Мирзаева, М.М. Методика осуществления межпредметной интеграции физики с дисциплинами естественнонаучного цикла при обучении физике в школе / М.М. Мирзаева // Известия Дагестанского государственного педагогического университета.Психолого-педагогические науки.-2017,-Т. 11, № 1.-С. 98-102
3. Милинский, А.Ю. Зачем пчелам знать физику, и причем тут экология? / А.Ю. Милинский // Физика в школе. - 2023. -№ 7. - С. 28-32
4. Haleem, A. Understanding the role of digital technologies in education: A review / A. Haleem II Sustainable Operations and Computers. - 2022. - V. 3. - P. 275-285
5. Курбанбаева, Д.М. Интерактивные методы и технологии обучения, направленные на творческое взаимодействие / Д.М. Курбанбаева // Вестник науки и образования. - 2020. - № 13-1(91). - С. 76-80
6. Senthamarai, S. Interactive teaching strategies / S. Senthamarai II Journal of Applied and Advanced Research. - 2018. - V. 3. -P. S7-S7
7. Милинский, А.Ю. Интеграция геймификации в образовательный процесс: применение пазлов для эффективного обучения сборке электрических схем постоянного тока / А.Ю. Милинский // Физика в школе. - 2023. - № 8. - С. 25-30
8. Милинский, А.Ю. Методика использования виртуального физического практикума на примере курса «Магнетизм» / А.Ю. Милинский // Проблемы современного педагогического образования. - 2023. -№ 79-1. - С. 221-223
9. Chandran, V.P. Mobile applications in medical education: A systematic review and meta-analysis / V.P. Chandran II PLoS ONE. - 2022. - V. 17. - P. e0265927
10. Durkaya, F. Virtual laboratory use in science education with digitalization / F. Durkaya II Hungarian Educational Research Journal. -2023.-V. 13. -P. 189-211
