close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000103343

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
АКСЕНОВА Елена Ивановна
МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ И П Р И М Е Н Е Н И Я ДИНАМИЧЕСКИХ СЛАЙДЛ Е К Ц И Й ПРИ О Б У Ч Е Н И И Ф И З И К Е В ВУЗЕ
13.00 02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Москва - 2005
Работа выполнена на кафедре физики для естественных факультетов Московского
педагогического государственного университета.
Научный руководитель
Бабурова Ольга Валерьевна
кандидат физикоматематических наук, доцент
Официальные оппоненты
Разумовская Ирина Васильевна
доктор химических наук,
профессор
Величкин Виктор Евгеньевич
кандидат педагогических наук,
доцент
Ведущая организация
Московский городской
педагогический университет
Защита состоится «Щ » декабря 2005 юда в l O
часов на заседании
диссертационного совета
Д.212.154.05 при Московском педагогическом
государственном университете (119992 Москва, ул. Малая Пироговская, д.29,
ауд. 30)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического
государственного университета (119882 Москва, ул. Малая Пироговская, д.1).
Автореферат разослан «
Ученый секретарь
диссертационного совета.
2005 г.
-^'^Cib^'^^, ■
/
Н.В. Шаронова
2О06~Ч
ТТаз
с^ЛЗ^^^Л^
1.0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В соответствии с прогнозами развития образовательной
сисгемы, обозначенными в «Концепции развития образования до 2010 г.», можно
ожидать, что система образования в X X I веке будет представлять собой
стремительно модернизируемую структуру. В первую очередь это будет связано с
внедрением компьютерных и информационных технологий во все сферы учебного
процесса. В настоящее время в России, как и во всем мире, развиваются и активно
внедряются в образование компьютерные формы обучения, такие, как
дистанционное, виртуальное обучение, основанные на сетевых технологиях, кенстехнологиях. Однако преобладающими формами обучения в классическом вузе до
сих пор остаются традиционные формы, основанные на непосредствешюм
взаимодействии преподавателя со студентами. Поэтому актуальным является
разработка таких образовательных технологий, которые используют преимущества
компьютерных форм обучения и вместе с тем способны модернизировать
традиционные формы обучения с целью качественного повышения уровня учебного
процесса в вузе.
Традиционными для классического вуза (при обучении физике) являются
такие формы обучения, как лекция, семинар, лабораторная работа, а также
самостоятельная работа студентов. На сегодня распределение учебного времени
таково, что лишь 50 % отводится на аудиторные занятия. Так, например, в
педагогическом вузе для обучения студентов математических специальностей из
общего количества учебных часов по курсу физики (324 ч.) всего 162 ч. - JTO
а>диторпыс занятия, которые, в свою очередь, подразделяются на лекции (80 ч.).
семинары (51 ч.) и лабораторные работы (19 ч.). Одновременно наблюдается
(снденция вывода большей части учебного материала в самостоятельную работу
студентов, что в ряде случаев негативно сказывается на системности и
фундаментальности образования по физике в вузе.
Одним из путей решения данной проблемы является совершенствование
процесса организации и проведения лекций в вузе на базе создания и применения
инновационных образовательных технологий и соответствующих программных
средств учебного назначения нового поколения. Такую возможность предоставляют,
например, профаммные средства учебного назначения, базирующиеся на
использовании
видеопроектора, управляемого
компьютером.
Многообразие
возможностей, предоставляемых данным техническим средством, настсунжо
модернизует такую традиционную форму обучения, как лекция, что позволяет
говорить о возникновении новой формы обучения, которую уместно назва1ь
динамическая слайд-лекция. В настоящем диссертационном исследовании под
динамической слайд-лекцией понимается форма обучения, в которой происходи i
интеграция «живой» речи лектора и видеоматериала, визуализированного на жране
с помощью видеопроектора, управляемого компьютером. Выводимый на жрап
учебный материал представляет собой комплект компьютерных слайдов с
анимационным выводом рисунков, чертежей, основных формул и компьютерных
моделей физических процессов, а также рч^пы^ич
и ЧТЖЙХ?"
«•ОС HAiiiioHA^bHAFi
1 /
БИБЛИОТЕКА
Cnt
\
^::^:sti^
Анализ научных исследований, посвященных вопросам совершенствования
вузовских лекций, показал общую значимость сформулированной выше проблемы.
Различным аспектам совершенствования вузовских лекций посвящены работы таких
ученых, как А . В . Барабанщиков, М.М. Бахтин, А.И. Башмаков, Н.В. Бугаев,
B.C. Вовк, М.Г. Гаринова, М.И. Дьяченко, Н.И. Загузов, B.C. Ильин, В.А. Карпанов,
Л.Г. Семушкин, В.В. Серебренникова, М.Ю. Сивергин и др. Проблеме
совершенствования
обучения
физике
па
уровне
среднего
общего
и
профессионального образования посвящены работы О.В. Бабуровой, В.А. Ильина,
С Е . Каменецкого, Л.В. Королевой, А.А. Машиньяна, А.А. Покровского,
Н.С. Пурышевой, А . В . Смирнова, И.И. Соколовой, В.Г. Разумовского, Б.Н.Фролова,
Н.В. Шароновой и др. Несмотря на общепризнанную актуальность проблемы,
вопросам совершенствования вузовских лекций по физике посвящено недостаточно
работ. В большинстве существующих исследований совершенствование вузовских
лекций касается оптимизации процесса их постановки, в том числе создания
различных
сценарных
эпизодов,
структуризации
учебной
информации.
Одновременно в данных исследованиях недостаточно уделено внимание вопросам
использования программных средств учебного назначения, различных, типов
лекций, что является важным в современных условиях
модернизации
образовательного процесса в классических вузах. При этом в работах
Ю.С. Брановского, Г.А. Балла, П.Я. Гальперина, Б.С. Гершунского, С.А. Жданова,
А.П. Ершова, В.А. Извозчикова, А.А. Кузнецова, М.П. Лапчика, Н.В. Макаровой,
В.Л. Матросова, Е.И, Машбица, А.И. Ракитова, М.Ф. Талызиной, O.K. Тихомирова,
И.В. Роберт и др. изучаются подробным образом аналогичные вопросы, в частности,
создание образовательных технологий на базе информационных решений,
профаммно-технических средств учебного назначения, а также определяются
психолого-педагогические, эстетические и эргономические требования к этим
программным средствам. Достаточная проработка вопросов создания различных
информационных решений для образования позволяет аккумулировать эти знания в
области совершенствования вузовских лекций по физике.
Анализ практических разработок по модернизации вузовских лекций
(например, по физике) подтвердил сделанные ранее выводы о недостаточности
предпринимаемых шагов по совершенствованию этой формы обучения. Среди таких
практических разработок можно выделить как наиболее удачные работы
Современного гуманитарного университета, Санкт-Петербургского технического
университета, Московского государственного университета путей сообще1шя.
Изучение
методических
пособий,
содержащих
предложения
по
совершенствованию вузовских лекций, в частности по физике, показал, что в
большинстве
случаев
предлагается
использовать
новые
подходы
к
структурированию учебного материала, методике обучения по существующим
учебникам и учебным пособиям, но при этом не в полной мере учитываются
современные тенденции развития информатизации и науки, позволяющие повысить
доступность учебного материала без потери фундаментальности и системности
изложения учебного курса.
Противоречие между целесообразностью совершенствования вучовских
лекций с учетом современных педагогических и информационных т е н л е т т й и
недостаточной проработкой данного направления в научно-исследовательских,
методических и практических работах потребовало разработать методику со<дания
и применения динамических слайд-лекций по физике, используемых для обучения
студентов в вузе. Поэтому тема диссертационного исследования являемся
актуальной. В связи с этим проблема диссертационного исследования заключае1ся
в определении теоретико-методических основ создания и применения динамических
слайд-лекций при обучении физике в вузе.
Объект исследования - процесс обучения физике в вузе. Предмет
исследования - методика создания и применения динамических слайд-лекций при
обучении физике в вузе.
1|,е.>1ь исследования заключается в теоретическом обосновании и разработке
методики создания и применения динамических слайд-лекций при обучении физике
в вузе.
Гипотеза исследования состоит в том, что если вузовские лекции по физике
будут проводиться в форме динамических слайд-лекций, в которых происходит
интеграция «живой» речи лектора и видеопроектора, управляемого компьютером и
t
применением научно обоснованного учебно-методическою обеспечения,
учитывающего психолого-педаго!ические особенности студентов, методические,
дидактические, эргономические особенности изложения учебного материала и
отображающего специфику физической науки, то можно повысить уровень знати!
студентов по физике.
Цель и гипотеза исследования определили задачи исследования;
1. На основе анализа научно-методической литературы, нормативноправовых документов и сложившейся практики организации и проведения учебною
процесса в вузе выявить существующие тенденции совершенствования наибо.чсе
распространенной формы обучения физике в вузе - лекций.
2. Выявить дидактические принципы, которые могут сыграть ведущую рол.
при соадании динамических слайд-лекций и на их основе разработать меюдику
создания лина.мических слайд-лекций по физике.
■'. Создать динамические слайд-лекции по некоторым разделам курса физики
(«Механика», «Колебания», «Волны», заключительной лекции «Современные
представления о строении Вселенной»).
4. Разработать методику обучения физике в вузе с применением
динамических слайд-лекций, в частности:
-отобрать содержание учебного материала по курсу физики, которое
целесообразно излагать в форме динамических слайд-лекций;
-разработать методические приемы обучения в рамках динамических слайл■екпий. используемые при обучении физике в вузе;
-сформулировать
методические
рекомендации
по
исполыоиа/шю
динамических слайд-лекций при обучении физике в вузе с учетом различ1юй
степени сложности учебного материала и его содержательных особенностей.
.'i. Сформировать
концептуальный
подход
к
проектированию
информационной образовательной среды курса физики в вузе и разработан.
структуру этой среды. Определить роль и место динамических слайд-лекций в
данной среде.
6. Экспериментально проверить эффективность использования динамических
слайд-лекций по физике в вузе.
Теоретико-методологической
основой
исследования
явились
идеи
дидактики, основанные на логическом и системном подходах к рассмотрению
проблем развития методов, средств и технологий обучения, идеи о сущности
образования и его влиянии на рачвитие личности и общества, методология науки
физики, современные педагогические теории активизации познавательной
деятельности студентов, методология использования программных средств
учебного назначения в учебном процессе.
Для решения задач применялись теоретические, экспериментальные методы и
виды
деятельности.
К
теоретическим
относятся: изучение
и
анализ
психологической, педагогической и научно-методической литературы; комплекс
методов исследования современных проблем методической подготовки студентов
вузов и проблем обучения физике в высших учебных заведениях (анализ, синтез,
обобшение и абстрагирование, сравнение и сопоставление, моделирование,
программно-целевой метод, системный подход); исследование особенностей
традиционных форм обучения студентов в вузе; изучение содержания и методов
оргатгазации учебного процесса по физике в вузах. К экспериментальным методам
исследования относятся: наблюдение; анкетирование; проведение работ по
контролю уровня знаний студентов; экспериментальная работа констатирующего,
поискового и обучающего характера.
Исследование проводилось в несколько этапов. На первом этапе (20002001гг.) был проведен констатирующий эксперимент и проанализировано состояние
рассматриваемой проблемы на основе изучения литературы, диссертационных
исследований и опыта работы преподавателей математических факультетов
педагогических вузов. На втором этапе (2001-2002 гг.) бьш проведен поисковый
этап эксперимента, на котором была спроектирована структура информационной
образовательной среды курса физики и разработан цикл динамических слайд-лекций
по некоторым разделам курса физики. Проведено обучение
сгудентов
математического факультета педагогического вуза ( M i l l " У ) с использованием
динамических слайд-лекций по физике. На третьем этапе (2002-2004 гг.)
проводилось экспериментальное преподавание курса физики для студентов
математического факультета педагогического вуза с использованием динамических
слайд-лекций по курсу физики.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
- разработана методика создания динамической слайд-лекции гш курсу
физике в в}'зе, реализуемая в несколько этапов (построение модели содержания
учебного материала; формирование модели освоения (навигации) учебного
материала; написание текста каждой динамической слай-лекции конкретного
раздела курса; структурирование по слайдам и визуализация учебных элементов
динамической слайд-лекции; разработка методики обучения с применением
динамической слайд-лекции);
- разработана методика применения динамических слайд-лекций по фи!нко п
вузе, в том числе отобрано содержание некоторых разделов курса физики, которое
U0jiccoo6paiHO изучать с помощью динамических слайд-лекций, разрабоганы
мегодические приемы обучения в рамках динамических слайд-лекций, создано
программное средство учебного назначения для создания различных по содержанию
динамических слайд-лекций;
- разработаны динамические слайд-лекции по физике, в частности но
разделам
«Механика»,
«Колебания»,
«Волны»,
заключительной
лекции
«Современные представления о строении Вселенной»;
- предложен концептуальный подход к проектированию информационной
образовательной среды курса физики, основанный на совокупности меюдичсскич,
ор1анизационных, содержательных принципов и позволяющий ингегрирова1ь
данную среду в единое информационное образовательное пространсгво;
- разработана структура информационной образовательной среды курса
физики в вузе, включающая динамические слайд-лекции; комплекты лабораторных
практикумов: комплекты компьютерных демонстраций; модуль контроля знаний;
методические пособия для преподавателей и студентов; программную обо.ючку.
Определено, что динамическая слайд-лекция выполняет в информационной
образовательной среде курса физики системообразующую роль и пришапа
обеспечить теоретическую основу обучения, сформировать у С1уденгов ориеигиры
для самостоятельной работы над курсом.
Теоретическая значимость исследования заключается в определении
термина «динамическая слайд-лекция» по курсу физики; в выявлении принципов, на
основе которых должно осуществляться проектирование слайд-лекций; в разрабоие
универсальной
методики
проектирования
динамической
слайд-лекции,
исцолыуемой при обучении физике в вузе.
Практическая значимость исследования состоит в создании цикла
динамических слайд-лекций по разделам курса вузовской физики («Механика»,
«Колебания», «Волны») и заключительной лекции «Современные преде гавлсния о
строении Вселенной»; разработаны рекомендации для преподавателя по созданию и
применению динамических слайд-лекций при обучении физике в вузе; разрабошны
практические рекомендации по целесообразному использованию отделыц,1х
методических приемов обучения в ходе динамических слайд-лекций в зависимое!и
от изучаемого учебного материала. Разработанная в диссертации методика
применения динамических слайд-лекций по физике используется в процессе
подготовки студентов математического факультета Московского педагогическою
государственного университета ( М П Г У ) . Отдельные практические меюлики
(например, преподавание заключительной лекции «Современные представления о
строении Вселенной») могут быть использованы в курсе «Концепции современною
естествознания».
На защиту выносятся'
1. Методика создания динамических слайд-лекций по физике л-|я ву«)н,
реализуемая в несколько этапов, в том числе построение модели содержания
учебного материала; формирование модели освоения (навигации) учебною
материала: написание текста каждой динамической слайд-лекции конкретною
раздела курса; структурирование по слайдам и визуализация учебных элементов
динамической слайд-лекции; разработка методики обучения с применением
динамической слайд-лекции.
2. Методика применения динамических слайд-лекций при обучении физике в
вузе, включающая отбор содержания учеб1ГОго ма1ериала, излагаемого с помощью
динамических
слайд-лекций; методические
приемы
обучения
в рамках
динамических слайд-лекций; программное средство учебного назначения, а также
методические рекомендации по целесообразности использования динамических
слайд-лекций и отдельных методических приемов в зависимости от содержания
учебного ма1ериала курса физики.
3. Цикл динамических слайд-лекций по курсу физики (разделы «Механика»,
«Колебания», «Волны», заключительная лекция «Современные представления о
строении Вселенной») для вузов.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации
обсуждались на заседаниях кафедры физики для естествегтных факультетов М П Г У ;
кафедры теории и методики обучетгия физики М П Г У , а также на научных и научнопрактических конференциях; I I I международная научно-методическая конференция
«Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз» (Москва, 2002 г ) ;
Ш региональная научно-практи'1еская конференция «Профессиональная ориентация
и методика преподавания в системе школа-вуз» (Москва, 2002 г ) ; X V и X V J
международная конференгдия «Применение новых технологий в образовании»
(Троицк 2004 г., 2005 г.). На научных семинарах и совещаниях' «Научная сессия
М П Г У » (Москва, 2002 г., 2004г., 2005г.); V I международное совещание-семинар
«Информациоттые технологии в учебном процессе кафедр физики и ма1ематики
( И Т Ф М - 2002)» (Москва, 2002г.).
Сгруктура и содержание работы. Диссертация состоит из Введения, четырех
глав, Заключения, списка литературы и трех приложений. Общий объем
диссертации 187 с , основной текст составляет 155 с , библиография - 184
наименования, таблиц - 18, схем, рисунков - 37.
I I . ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ Р А Б О Т Ы
Во Введении обосновывается актуальность темы исследования, определяются
предмет, объект исследования, выдвигается гипотеза, формулируются цели и
задачи, научная 1товизна, теоретическая и практическая значимость работы,
описываются методы решения проблем исследования, а также представляю 1ся
данные об апробации работы и приводится краткое содержание работы по главам,
В главе 1 «Психолого-педагогическне и методические аспекты обучения
физике в вузе» проводится анализ традиционных форм обучения физике в вузе;
раскрываются дидактические и методические основы обучения физике в ву^е;
исследуются особенности учебно-поз7^авательной деятельности студентов, а также
изучаются и структурируются основные требоват1Я к методам, формам и среде i вам
обучения физике в вузе. Исследование форм обучения по физике в вузе показало,
что наиболее распространенной является лекция. Лекция как opi анизационная
форма обучения - л о особая конструкция учебного процесса. Преподаватель на
I,
протяжении всего учебного занятия сообпщет учебный материал, а студенты его
активно
воспринимают.
Благодаря
тому,
что
материал
излагается
концентрированно, в логически выдержанной форме, лекция является наиболее
экономичным способом передачи учебной информации. При проведении лекции
учитываются в целом композиция, содержание, подбор примеров и иллюстраций,
методическое оформление, расчет времени, состав слушателей, приемы активизации
внимания, связь с предыдущим материалом, основные вопросы для запоминания и
записи в ходе лекции, литература для самостоятельной работы. Живая речь
преподавателя непосредственно воздействует на формирование знаний студентов и
на успешность учебного процесса в целом. В результате анализа существующих
научно-исследовательских
работ,
методических
пособий
и
практики
совершенствования вузовских лекций был выявлен недостаток внимания со стороны
ученых и практиков к различным аспектам развития этой формы обучения. Помимо
организатшоттых форм образовательного процесса на успешность обучения влияют
совокупность пелеполагания и задач образования в вузе; дидактические и
методические особенности обучения. В главе рассматриваются цели и задачи
обучения физике в вузе, на основе которых в дальнейшем строится методика
применения динамических слайд-лекций. Комплексное изучение дидактических
основ обучения физике в вузе позволило обосновать ведущую роль таких
принципов, как системность, фундаментальность, функциональный дуализм и
наглядность учебного материала в создании и применении динамических слайдлекций.
В целях выявления психолого-педагогических аспектов совершенствования
лекционной формы учебного процесса в главе представлены особенности
познавательной
деятельности
студентов,
приведена
структура
учебнопознавательной деятельности студента Важность рассмотренньге в лаи1юй главе
психолого-педагогических аспектов обз^ения физике в вузе, подтверждается рядом
экспериментальных исследований, в результате которых учеными установлено, что
продуктивность осмысленного запоминания в 20 раз выше механического;
пропускная способность зрительного анализатора человека примерно в 100 раз
больше, чем слухового; контекстное окружение основной информации напрямую
влияет на скорость и точность ее распознания и восприятия. Также согласно
последним исследованиям психологов восприятие и запоминание информации
увеличивается до 80 % через три дня после ее воспроизведения, если в обучении
одновременно применяются аудио- и видеосредства (против 3 0 - 4 0 % при
использовании в учебном процессе одного из способов восприятия информации).
В
главе рассмотрены формы, методы и средства обучения и их
классификации. Изучается взаимосвязь различных типов лекций и методов, форм,
средств, используемых при обучении физике. С учетом выявленных требований к
выбору форм, методов и средств обучения по физике в вузе разработаны
динамические слайд-лекции, выделены типовые методические приемы обучения в
рамках
динамических
слайд-лекций,
разработаны
рекомендации
по
целесообразному использованию динамических слайд-лекций в учебном процессе.
Анализ литературы и результаты констатирующего этапа эксперимента
подтвердили существование проблемы и привели к выводу о целесообразности
создания динамических слайд-лекций по вузовскому курсу физики.
В главе 2 «Теоретическое обоснование созлания динамических слайдлекций, используемых при обучении физике в вузе» уточнено определение
динамической слайд-лекции, проведен анализ существующих профаммных средств
учебного
назначения,
рассмотренных
в
аспекте
классификации
по
функциональному назначению, подробно описана методика создания динамических
слайд-лекций, сформулирован концептуальный подход к проектированию
информационной образовательной среды курса физики, создана ее структура и
определены роль и место динамической слайд-лекции в информационной
образовательной среде курса. В результате анализа программных средств учебного
назначения обоснован и сделан выбор программной платформы (Microsoft
PowerPoint), используемой в дальнейшем при создании динамических слайд-лекций.
Основным достоинством PowerPoint в рамках раскрытия темы диссертационного
исследования является: интуитивно понятный интерфейс, необязательность наличия
профессиональных навыков работы для пользователя, широкое распространение
Microsoft Office, в стандартный пакет которого входит PowerPoint,
В результате исследования различных типов вузовских лекций, проводимых с
использованием программных средств учебного назначения, было уточнено понятие
«слайд-лекция», определены ее основные отличительные особенности от слайдлекций в дистанционном образовании, а именно: 1) использование при
традиционной лекции в очной форме обучения; 2) максимальное использование
динамических возможностей программного обеспечения и компьютерной техники;
3) использование в качестве звукового ряда «живого» голоса лектора. Причем в
качестве средства обучения в динамической слайд-лекции используется
программное средство, предназначенное для констр5Т1рования других средств
учебного назначения, подготовки или генерирования учебно-методических и
организационных материалов, создания фафических или других типов включений.
Также обосновывается возможность фрагментарного включения в динамические
слайд-лекции рассмотренных в диссертационном исследовании программных
средств учебного назначения по физике.
В главе описана разработанная в рамках данного диссертационного
исследования методика создания динамической слайд-лекции, которая реализуется в
несколько этапов: 1) построение модели содержания учебного материала;
2) формирование модели освоения (навигатцт) учебного материала; 3) написание
текста
каждой динамической
слайд-лекции конкретного раздела курса;
4) структурирование по слайдам и визуализация учебник элементов динамической
слайд-лекции; 5) разработка методики обучения с применением динамической
слайд-лекции. На основе изученных в первой главе дидактических принципов и
научно-методических основ обучения физике разработаны модель содержания и
модель освоения курса физики в вузе. Модель содержания состоит из древовидного
фафа содержания и таблицы учебных элементов (рис. 1). Именно на этом этапе
происходит разбиение материала на отдельные учебные элементы.
Рис. 1. фрагмент модели содержания курса физики в вузе на примере
темы «Динамика материальной точки»
Содержание данного древовидного графа представимо в виде таблицы
учебных элементов (см. табл. 1).
Таблица 1
Фрагмент таблицы учебных элементов по курсу физики в вузе на примере
темы «Динамика материальной точки»
№
Наиме19овая1№^ёбш4;№мемеята
Вх. / не вх, в
учебного
образовательны
элемента
й минимум
1.
Из истории классической механики
+
2.
Постулаты динамики
+
3.
+
Аристотель
+
4.
Галилей
5.
Ньютон
+
6.
+
1 постулат. Закон инерции
7.
+
2 постулат. Аддитивность массы
8.
+
Инертное состояние
9.
+
Инерциальная система отсчета
10.
Сила как причина изменения инерциального состояния
+
11.
+
Инертность
12.
+
Инертная масса как мера инертности
13.
3 постулат.!! закон 1Ьютона
+
Построение модели освоения (навигации) происходит в четыре этапа, а
именно: формирование матрицы отношений очередности учебных элементов;
построение матрицы логических связей; построение графа логических связей между
учебными элементами; построение последовательности этих элементов. В состав
модели входят определение последовательности изучения учебных элементов и
граф логических связей между ними Технически модель навигации реализуется с
помощью системы гиперссылок, позволяющих перемещаться, как от слайда к
слайду, так и между различшлми динамическими слайд-лекциями На основе
модели содержания, последовательности изучения учебных элементов, логических
связей между ними, в диссертации спроектирована типовая структура динамической
слайд-лекции (рис 2).
горизонтвльнью связи
горизонтальные связи
слайд
горизонтальные связи
Рис. 2. Типовая структура динамической слайд-лекции
Каждая динамическая слайд-лекция - это законченный тематический модуль,
имеющий сложную систему взаимосвязей с возможностью выхода в меню с любого
слайда. С учетом психологических особеиюстей студентов и структуры их учебнопознавательной деятельности разработан механизм содержательного наполнения,
структурирования и представления учебных элементов в слайд-лекции Выводимый
па экран злг1ебный материал представляет собой комплект компьютерных слайдов с
атгамационным выводом рисунков, чертежей, основных формул и компьютерных
моделей физических процессов, а также различных видеосюжетов
С целью определения роли и места в учебном процессе вуза динамических
слайд-лекций,
уточнено
определите
и
назначение
информационной
образовательной среды курса физики. В
диссертационном исследовании
определяется информационная образовательная среда курса физики как интеграция
традиционного информационно-иллюстративного обучения и информационных
технологий обз^чения. Также подробно визуализирован механизм проектирования
информационной образовательной среды курса, который базируется на принципах
проектирования единой информационной образовательной среды России Структура
информационной образовательной среды курса физики представлена на рис. 3. При
использовании
динамических
слайд-лекций в комплексе
с
остальными
компонентами информационной образовательной среды курса достигается
максимальный эффект в обучении физике. Особенность проведения лекционных
занятий с помощью динамических слайд-лекций заключается в том, что
предлагаемая форма не устраняет лектора из учебного процесса Основной звуковой
ряд лекции - это голос самого лектора, который диктует формулировки законов,
10
определений, комментирует содержимое слайдов, регулирует темп лекции и смены
слайдов
Компьютер
Видвопроектор
Эфан
Прап»иинов обестмчтие
Рис. 3. Структура информационной образовательной среды курса физики
Но при такой организации учебного процесса изменяется не только роль
преподавателя, но и студента Студент постоянно включен в учебный процесс через
образовательную среду курса Занятия в форме слайд-леки(ии переходят из
плоскости усвоения в плоскость исследования, максимально реализуются функции
лекции При этом вырастает эмо1щональный фактор в восприятии С1уден1ами
нового материала, повышается уровень мотивации студентов и в полном обьемс
остается общение студентов с преподавателем.
С использованием описанной методики, в рамках диссертационного
исследования разработан цикл динамических слайд-лекций по разделам курса
физики (по разделам «Механика», «Колебания», «Волны», заключительной лекции
«Современные представления о строении Вселенной»), разработан комплект
анимационных рисунков по разделу «Механика».'
Тре1ья глава «Методическое обоснование применения динамических
слайд-лекиий при обучении физике в вузе» посвящена изучению ключевых
методических проблем обучения физике в вузе, разработке методики применения
динамических слайд-лекций при обучении физике в вузе, выработке методических
рекомендатщй по использованшо динамических слайд-лекций при обучении физике
в вузе Методика применения динамических слайд-лекций при обучении физике
рассматривается на примере обучения студентов математических специальностей
педагогических вузов. Этот выбор обусловлен несколькими факторами. Во-первых,
происходящая на сегодня информашзация высшей школы позволяет повысить
эффективность и качество подготовки специалистов до уровня, востребованного на
11
рынке труда и уже достигнутого в развитых странах, т.е. подготовки кадров с новым
типом мышления, соответствующим требованиям постиндустриального общества.
Наиболее важным становится этот факт при рассмотрении процесса подготовки
будущих учителей, так как именно они являются основными носителями знаний и
передают их от поколения к поколению. Современный учитель помимо высокого
профессионализма в соответствующей предметной области и современного уровня
методической подготовки должен обладать высокой степенью социальной
мобильности, что позволит ему оперативно реагировать на все изменения внешней
среды и в связи с этим совершенствовать учебный процесс во всех его проявлениях.
Следующим важным аспектом, оказавшим влияние на выбор курса содержания
физики, является тот факт, что для студентов математических специальностей курс
физики базируется на достаточно сложном математическом аппарате, включает
темы. Поэтому применение динамических слайд-лекции при обучении физике
студентов математических специальностей может ярко проиллюстрировать
достоинства разработанной методики. На основе анализа содержания ряда
современных учебников по курсу физики, соответствующих государственных
образовательных стандартов высшего профессионального образования, примерного
учебного плана, различных методик обучения физике в вузе, а также опыта кафедры
физики для естественных факультетов М П Г У по организации и проведенгоо
учебного процесса по физике для студентов математического факультета выявлены
основные методические проблемы обучения физике. Это недоста-ючность
аудиторного з^ебного времени на изучение физики (в учебном плане факультета на
изучение курса физики отводится 324 ч., из них всего 162 ч . - аудиторные занятия);
уменьшение количества аудиторных занятий (увеличение учебного времени,
выде.тгяемого на самостоятельную работу студентов), что приводит к тенденции
фрагментарного изложения разделов физики и в отдельных случаях к снижению
уровня фундаментальности и системности изложения учебного материала; наличие
противоречия между достаточно высоким уровнем преподавания физики в вузе (на
базе соответствующего математического аппарата) для студентов математических
специальной ей и их базовым уровнем подготовки по физике.
В главе представлено описание разработанной методики применения
динамических слайд-лекций при обучении физике в вузе, включающей отбор
содержания )^ie6noro материала, который излагается с помощью динамических
слайд-лекций. В диссертации выделены основные методические требования к
учебному материалу, а именно: последовательность и систем1юсть изложения
материала; четкая структуризация теоретической части; наглядность и доступность
изучаемого материала; наглядность компьютерных моделей; адаптивность учебного
материала под структуру учебного процесса, выстраиваемого лектором. Также
выделены методические приемы обучения в ходе динамических слайд-лекций, в том
числе: построение анимационного рисунка; визуализация физического явления с
помощью динамического двухмерного рисунка; создание центров «кристаллизации»
учебных элементов; поэтапный вывод сложных математических формул;
наблюдение за компьютерной моделью физического явления; наблюдение
физического процесса или явления в видеофильме; построение сводной таблицы
понятий по теме. Охарактеризованы преобладающие методы обучения физике в вузе
12
на примере конкретных тем из разделов «Механика», «Колебания», «Волны» и
заключительной лекции «Современные представления о строении Вселенной».
Разработаны методические рекомендации по применению динамических
слайд-лекций, состоящие из двух модулей: 1) рекомендации по педагогической
целесообразности
применения методических
приемов обучения в ходе
динамических слайд-лекций по физике на аудиторных занятиях в вузе; 2) для
самостоятельной работы студента. Методические рекомендации разработаны с
учетом экспертной оценки преподавателями резу:и>тативности применения
динамических слайд-лекций при обучении некоторых тем курса физики в вузе.
Методическое обоснование использования динамических слайд-лекций при
обучении физике в вузе вюхючает описание сценариев проведения лекций по физике
в вузе.
Основные положения методики применения динамических слайд-лекций при
обучении физике в вузе заключаюхся в следующем: 1) динамическая слайд-лекция
по физике выступает в качестве формы и средства обучения. Динамическая слайдлекция по физике как форма обучения представляет собой интеграцию «живой»
речи лектора и видеоматериала, визуализирующегося с помощью компьютера и
видеопроектора. Динамическая слайд-лекция по физике как средство обучения - это
программное средство учебного назначения, которое предназначено для
конс7руирования различных программных средств по физике, подготовки или
генерирования учебно-методических и организационных материшюв, создания
графических или других типов включений; 2) целью использования динамической
слайд-лекции по физике является повышение качества обучения студентов но
физике, что достигается за счет лучшей систематизации учебного материала,
увеличения его наглядности и доступности для восприятия; 3) при отборе
содержания
динамических
слайд-лекций
необходимо
руководствоваться
принципами системности, фундаментальности, наглядности и функционального
дуализма; 4) наиболее сложные для восприятия студентами учебные элементы
должны выводиться па экран в анимационном режиме; 5) каждая динамическая
слайд-лекция должна сопровождаться речью лектора, который управляет у1ебным
процессом; 6) структура динамической слайд-лекции является мобильной, то есть
лектор в процессе проведения занятия может в режиме реального времени изменить
структуру подачи учебного материала; 7) совокупность слайдов в динамической
слайд-лекции возможно использовать в качестве основы для конспектов студентов,
8) использоватше динамических слайд-лекций позволяет систематизировать
учебный материал таким образом, что каждый слайд содержит логически
завершенный учебный элемент.
Реализация разработанной методики позволяет пе только повысить уровень
знаний по курсу физики, что было подтверждено экспериментальными данными на
этапе проведения педагогического эксперимента, но и сформировать у студентов
представление о проектировании педагогических технологий, методике выбора и
использования программных средств учебного назначения. В частности, такие
знания в значительной cTeneim развивают у студентов профессиональную
компетенцию.
13
Глава 4 «Экспериментальное обоснование применения динамических
слайд-лекций п р и о б у ч е н и и ф и з и к е в в у з е » посвящена о п и с а н и ю
организации и проведения педагогического эксперимента,
а такясе
основных результатов эксперимента. Проведенный педагогический
процессов
освещению
эксперимент
состоял из трех этапов; констатирующий (2000 - 2001 гг.), п о и с к о в ы й (2001
2002гг.), о б у ч а ю щ и й (2002 - 2004 гг.). Основной экспериментальной базой я в л я л с я
математический
факультет
Московского
педагогического
государственного
упиверситета ( М П Г У ) . Доказательство эффективности предлагаемой методики и
проверка выдвигаемой гипотезы осуществлялись в направлениях оценки уровня
знаний
студентов
понимается
по
курсу
положительная
физики.
динамика
Под
эффективностью
изменения
уровня
в
данном
знаний
слз^ае
студентов
по
физике. Данные констатирзтощего этапа экспери.мента в целом показали невысокий
базовый уровень теоретических знаний по курсу физики, в ч а с т н о с т и по разделу
«Механика». Т а к ж е на данном этапе эксперимента бьши в ы я в л е н ы методические
проблемы изложения курса физики в вузе.
П о и с к о в ы й эксперимент б ы л направлен на получение
оснований для теоретических обобщений и выводов. В
экспериментальных
результате
проведения
данного этапа эксперимента бьша разработана методика создания динамических
слайд-лекций,
сформулированы
основные
положения
методики
приметгеиия
динамических слайд-лекций при обз^ении физике в вузе, а т а к ж е разработан цикл
динамических слайд-лекций по разделу «Механика».
На
обучающем
этапе
эксперимента
участвовало
118
студентов
математических специальностей 3 курса. С т у д е н т ы б ы л и разделены на две группы
(по потокам): экспериментальную (обучающзаося по разработанной методике) и
контрольную (обучаюп1уюся по традиционной методике). О с н о в н о й задачей на
данном
этапе
являлась
проверка
гипотезы
диссертационного
исследования.
Измерение уровня знаний осуществлялось с использованием тестов, контрольной
работы и коллоквиума по разделу «Механика» Результаты измерений представлены
в таблице 2.
Таблица 2
Уровень '{наяий в контрольной и экспериментальной группах по разделу «Механика»
Уровень знаний
Эксперимептал'ьИаЯ"
гр^1|йа2{«нячш#
эКспе1Ш]<|«йтй 'ь
(чел(У*/<г)
К(№гр<$льиа1г
"^fpynnajre '
" tHpmM^~
ЭКёПфИМвЙТК' '■
(чт^М,)'
Низкий
Средний
Высокий
20/33%
34 / 57 %
6/10%
26/45%
28 / 48 %
4/7 %
Контрольная
Эксперимеигруппа после
тальная
т^ля noc^te
окончания
окончания
эксперимента
(чел./%)
aKjcnepmfw^'ii
(чел^'%)
31/54%)
16/27%
33 / 55 %
23 / 40 %
11/18%
1
4/6%
истограмма распределения статистических данных представлена на рис. 4.
14
Экспериментальная Кон1ропьнвя группа Экспериментальная Контрольная группа
группа до начала
до нс1чала
группа после
после окончания
эксперимента (%)
эксперимента (%)
окончания
эксперимента (%}
эксперимента <%)
а Низкий ■ Средний п Высокий
Рис. 4. Уровень знаний студентов экспериментальной и контрольной групп
до и после эксперимента (начальное и конечное состояние)
Достоверность полученных экспериментальных данных рассчитывалась по
двум шкалам: шкале отношений, по которой измерялся объем знаний (количество
правильно решенных задач), и порядковой шкале, по которой измерялся уровень
знаний. При анализе достоверности совпадений и различий статистических данных
экспериментальной и контрольной групп использовались критерий Крамера-Уэлча и
критерий однородности. Эмпирическое значение критерия Крамера-Уэлча
рассчитывается на основании информации об объемах выборок экспериментальной
и контрольной групп, выборочных средних для данных групп и выборочных
дисперсиях сравниваемых выборок. Критерий однородности вычисляется на основе
данных об объемах выборок групп, средних значений и эмпирических данных
критерия однородности для соответствующих выборок и уровня значимое ги.
Результаты оценки достоверности совпадений и различий экспериментальных
данных, полученные двумя способами, совпадают. То есть начальные (до начала
эксперимента) состояния экспериментальной и котрольной групп совпадают, а
конечные (после окончания эксперимента) - различаются. Следовательно, можно
сделать вывод, что эффект изменений обусловлен в большей степени при.менепием
экспериментальной методики обучения, базируютпейся на динамических слайдлекциях. Таким образом, результаты проведенного обучающего эксперимента
подтвердили достоверность выдвинутой пиютезы, и разработанная методика
применения динамических слайд-лекций при обучении физике в вузе является
перспективной и эффективной.
В
целях
определения
лояльности
студентов
к
использованию
информациошп>1х технологий в учебном процессе (например, динамических слайдлекций) на этапе проведения обучающего эксперимента было проведено
анкетирование. В результате получены следующие статистические данные- у
студентов
отмечался
высокий
уровень
лояльности
к
использованию
информационных технологий в учебном процессе (82 %
общего числа
респондентов). В том числе заинтересованы и хотели бы тучаль методику
15
проектирования динамических слайд-лекций в целях дальнейшего использования в
профессиональной деятельности - 76 % общего числа респондентов, 19 %
респондентов отметили целесообразность использования в процессе лальнейн]е10
обучения в вузе методики, аналогичной разработанной в диссерганиогмюм
иссчедовании, 1 % показали низкий уровень заинтересованности информационными
гехноло1иями обучения и различными программными средствами учебною
значения и лишь 2 % респондентов не проявили активности при ответе на вопросы
анкеты (рис. 5).
76%
^Гж^^
^^^^^^F^^^^^^^V
^ ^ ^ ^ диЧВ^^^
2%
19%
3%
О Заинтересованы и хотели бы из^жтъ методику проектарования динамических спайдпекции а целяхдальнейшеп) использования в профессиокэпьной деятельности
@ Отметили мелесообразностъ использования в процессе обучения методик аналогичных
разработанной
п Проявили низкий уровень заинтересованности современными информационными
твхнопопяяии обучения и различными профаммными средствами у4ебного назначения
о Не проявили активности при ответе на вопросы анкеты
Рис. 5. Pacnpeif тение ответов стулентов на вопросы анкеты «Уровень лояльное гн ci'v.ieiiioB
к исполыованию динамических слайд-лекций в учебном проиессс»
В Заключение сформулированы основные результаты диссертационно) о
исследования.
В Приложениях представлена классификация Интернет-ресурсов по физике с
краткими аннотациями и гиперссылками на первоисточники. Гакже в приложениях
представтены варианты тестовых заданий, коллоквиума и контрольной рабшы, с
помощью которых проводилась оценка начального и конечного уровня знаний
cTyfletiTOB в рамках педагогического эксперимента и статистические данные с
результатами ответов студентов на вопросы тестов, коллоквиума, решения !а'шч
контрольной работы.
111. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ходе проведения диссертационного исследования нами были получены
следующие результаты.
I Проанализированы особенности существующих форм обучения в вузе.
Выявлено, что наиболее распространенной остается лекция. На основе изучения
тенденций развития вузовских лекций, анализа научно-исследовательской, научнометодической литературы, методик использования различных типов вуювских
лекций, а также с учетом результатов комплексных психологических и медицинских
исследований определены приоритеты развития лекции в классическом вузе.
16
2. В результате изучения дидактических принципов, выявлено, что ведущую
роль
гфи
создании
слайд-лекций
играют
принципы
системности,
фундаментальности, наглядности и функционального дуализма. На этой основе
разработана методика создания динамических слайд-лекций по курсу физики.
3. Разработан цикл динамических слайд-лекций по курсу физики, в частности
по разделам «Механика», «Колебания», «Волны» и заключительной лекции
«Современные представления о строении Вселенной».
4. Разработана методика применения динамических слайд-лекций при
обучении физике в вузе (на примере обучения студентов математических
специальностей педагогических вузов), в том числе отобршю содержание учебного
материала по курсу физики, которое целесообразно излагать в форме динамических
слайд-лекций; разработаны мегодические приемы обучения в рамках динамических
слайд-лекций по вузовскому курсу физики; сформулированы методические
рекомендации по использованию динамических слайд-лекций при обучении физике
в вузе.
5. Сформулирован
концептуальный
подход
к
проектированию
информационной образовательной среды курса физики. Спроектирована структура
информационной образовательной среды курса физики, и разработано ее
содержательное наполнение. Определены роль и место динамических слайд-лекций
в общей структуре информационной образовательной среды курса физики.
6. Проведен педагогический эксперимент, на основе которого определена
доступность и эффективность разработанной методики применения динамической
слайд-лекции при обучении физике в вузе. В результате проведения эксперимента
оценивалось изменение уровня знаний у студентов в аспекте раскрытия физики как
науки, обоснования физических явлений, формирования системности знаний у
студентов. По результатам проведен1гого педагогического эксперимента можно
констатировать, что разработанная методика применения динамических слайдлекций при обучении физике в вузе является достаточно эффективной.
Одновременно проведено анкетирования студентов с целью выявления лояльности к
использованию информационных технологий в учебном процессе, в частности
применения динамических слайд-лекций по физике. В результате анкетирования
студентов выявлено, что больпшнство респондентов показали высокий уровень
лояльности к использованию динамических слайд-лекций при обучении физике в
вузе.
Основные положения диссертации отражены в публикациях по теме
диссертационного исследования общим объемом 3,16 п.л.
1. Аксенова Е.И. Использование информационных технологий при обучении
физике студентов естественно-наз^ньк специальностей педагогического вуза:
Методическое пособие. - М.: ДОМ, 2004. - 30 с. (1,4 п.л.)
2. Курапова Е.И. (Аксенова Е.И.) Профессиональное образование в области
информационных технологий // Научно-техническая информация. - Серия 1. - М.,
2003. - № 10. - с. 26-35. (0,4 п.л.)
3. Аксенова Е.И., Яблонский В.Б. Информационные технологии в системе
профессионального образования Москвы // Информатизация системы начального и
17
среднею профессионального образования: Сборник научных статей / Под общей
редакцией В.И. Лисова. - М., 2004. - с. 60-76. (0,4 п.л., автором 0.2 п.л.)
4. Аксенова Е. И., Ьабурова О. В., Фролов Б. Н. Динамическая слайд-лекция по
курсу «Концепции современного естествознания» для студентов педв> юв
// Инфopмdlи^d и образование. - М., 2004. - № 9. - с. 94-96. (0,2 п.л., автором 0,06
п.л.)
5. Аксенова Ь.И., Ьабурова О.В., Фролов Б.Н. Слайд-лекция как форма
учебного процесса по разделу общей физики «Механика» // Новые технологии в
преподавании физики: школа и вуз. - М., 2002. - № 23. - с. 83-85. (0,2 п.л., автором
0,06 П.Л.)
6. Аксенова Е.И. Психолого-педагогические особенности проекгировапия
информационной образовательной среды курса физики // Научные труды Моско­
вскою педагогическою государственного университета. - Серия «Естесгвенныс
науки». - М., 2005. - с. 271 275. (0,3 п.л.)
7. Аксенова Ь.И. Проектирование образовательной среды курса «Концепции
современного
естествознания»
на
основе
динамических
слайд-лекций
// Применение, новых технологий в образовании: труды X V международной
конфере1щии. - Троицк, 2004. - с. 19-21. (0,2 п.л.)
8. Аксенова
Е.И.
Особенности
проектирования
информацио1жой
образовательной среды курса физики // Применение новых технологий в
образовании: материалы X V I международной конференции. - Троицк, 2002, с. 65 67. (0,2 п.л.)
9. Аксенова Е.И., Бабурова О.В., Фролов Б.Н. Слайд-лекция как форма
учебного процесса в преподавании физики для студентов естественноматематических специальностей // Информационные технологии в учебном
процессе кафедр физики и математики: труды V I международного совещаниясеминара. - М., 2002 - с. 48-50. (0,2 п.л., автором 0,06 п.л.)
10. Аксенова Е.И., Бабурова О.В., Фролов Б.Н. Слайд-лекция как форма
учебного процесса по разделу об1цей физики «Механика» // Новые технологии в
преподавании физики: школа и вуз ( Н Т П Ф - Ш ) : труды III международной научнометодической конференции,- М., 2002. - с. 124-127. (0,2 п.л,, автором 0,06 п.л )
11. Аксенова Е.И., Бабурова 0,В., Фролов Б.Н. Технология слайд-лекний с
анимациями как форма учебною процесса по физике для студентов естественноматемагических специальностей // Профессиональная ориентация и методика
преподавания в системе школа-вуз: труды III региональной научно-практической
конференции. - М., 2002. - с. 91 -93. (0,2 п.л., автором 0,06 п.л.)
12. Аксенова Е,И,, Бабурова О.В., Фролов Б.Н. Динамическая слайд-лекция по
курсу «Концепции современного естествознания» для студентов ecTecieeinibix
факультетов педагогических вузов // Научная сессия М П Г У . - М., 2004. - с 45-48
(0,2 П.Л., автором 0,06 п.л.).
^^
18
Подл, кпеч. 14.11.2005
Объем 1.25 п.л.
Заказ№.441
Типография МПГУ
ТирЮОэкз
||i2282t
РНБ Русский фонд
2006-4
24683
■}
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
1 184 Кб
Теги
bd000103343
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа