автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Моделирующие компьютерные программы в процессе лабораторно-практических занятий студентов вуза

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Куценко, Светлана Мунавировна, 1999 год

Введение

ГЛАВА I. Использование системы "виртуальная реальность" в процессе лабораторно-практических занятий

1.1. Понятие системы "виртуальная реальность", ее место и значение в педагогическом процессе

1.2. Сущностные характеристики физического эксперимента с использованием моделирующих компьютерных программ как одного из уровней погружения в "виртуальную реальность"

1.3. Структурирование моделирующей компьютерной программы

Выводы по главе I

ГЛАВА И. Методические основы разработки моделирующей компьютерной программы и ее экспериментальная проверка

2.1. Состав и структура моделирующей компьютерной программы для организации и проведения лабораторно-практических занятий

2.2. Организационно-педагогические условия реализации моделирующей компьютерной программы в системе лабораторно-практических занятий студентов

2.3. Экспериментальная проверка моделирующей компьютерной программы и ее результаты ]

Выводы по главе II

Введение диссертации по педагогике, на тему "Моделирующие компьютерные программы в процессе лабораторно-практических занятий студентов вуза"

Актуальность проблемы. Поиск оптимальных путей обучения с использованием практически неограниченных возможностей компьютерной техники является важной задачей современной педагогики, психологии, методики обучения различным предметам вузовских курсов.

Систематические исследования в области компьютерной поддержки процесса профессиональной подготовки имеют более чем 30-летнюю историю. За этот период в США, Канаде, Англии, Франции, Японии, России и ряде других стран было разработано большое количество компьютерных систем учебного назначения, ориентированных на различные типы ЭВМ.

Несмотря на то, что разработку компьютерного продукта учебного назначения (методических и программно-информационных средств) считают весьма дорогостоящим делом в силу его высокой наукоемкости и необходимости совместной работы высококвалифицированных специалистов: психологов, преподавателей-предметников, компьютерных дизайнеров, программистов, тем не менее, многие крупные зарубежные фирмы финансируют проекты создания компьютерных обучающих систем и ведут собственные разработки в этой области. Это обусловливается тем, что компьютерные технологии обогащают сферу обучения принципиально новыми дидактическими возможностями, связанными с доступностью ПЭВМ, простотой диалогового общения, графическим и наглядным представлением сложных технологических процессов.

Применение графических и наглядных иллюстраций в учебных компьютерных системах не только позволяет увеличить скорость передачи информации обучаемому и повысить уровень ее понимания, но и способствует развитию таких важных для специалиста любой отрасли качеств, как интуиция, профессионачьное "чутье", образное мышление. В этой связи Ю.М.Цевенко и Е.Ю.Семенова отмечают, что " компьютер, снабженный техническими средствами мультимедиа, обеспечивает широкое использование дидактических возможностей графики и звука, позволяет использовать фрагменты текста, графику, оцифрованную речь, звукозаписи, фотографии, мультфильмы, видеоклипы и т.п." [190].

Общие педагогические и психологические аспекты компьютеризации образования рассматривались Александровым Г.Н., Гальпериным П.Я., Ивановым Ю.С., Машбицем Е.И., Ретинской И.В., Талызиной Н.Ф., Христочевским СЛ., Чекалевой Н.В., Шугриной М.В. и др.

Анализ компьютерных средств профессиональной подготовки встречается в работах Владимирова А. В., Соловьева A.B. и др.

Использованию компьютеров в процессе самостоятельных и лабораторно-практических работ учащихся посвящены труды Белавина В.А., Паскаля И.Ю., Пойзнера Б.Н. и др.

Проблемы разработки обучающих компьютерных программ и тренажеров поднимаются в исследованиях Башмакова А.И., Башмакова И.А., Соловьева А.И., Чекотова К. и др.

Несмотря на то, что комьютеры уже много лет используются в образовании, тем не менее в педагогической теории нет единых подходов к решению таких проблем, как наиболее эффективные формы и методы внедрения компьютера в учебный процесс; единая классификация обучающих программ; недостаточно разработана проблема использования компьютерных программ в лабораторно-практической (экспериментальной) работе студентов и технологии их разработки для этих целей. •

Наиболее полной и интересной для профессиональной педагогики представляется классификация обучающих компьютерных программ в которой авторы выделяют следующие пять типов: 1) тренировочные, 2) наставнические, 3) проблемного обучения, 4) моделирующие (имитационные), 5) игровые [95,с.27].

Среди них можно отметить моделирующие (имитационные) компьютерные программы как наиболее функциональные в лабораторно -практической (экспериментальной) деятельности студентов. Это обусловливается тем, что именно они в значительной степени решают проблему экспериментального изучения сложных объектов, когда проведение реальных экспериментов по тем или иным причинам затруднено или просто невозможно. Нередко при организации учебных экспериментов имеют место естественные технические сложности, не говоря уже о том, что данные реальных опытов являются весьма ограниченными, часто количественные закономерности не используются, а опыты носят иллюстративный характер. Именно здесь приходит на помощь моделирующая (имитационная) компьютерная программа. При этом открывается возможность оперативного, опережающего изучения функционирования новых сложных образцов техники и передовых технологий ещё до поступления соответствующих образцов и процессов в учебные заведения. Она (моделирующая компьютерная программа) позволяет избежать сложных, а иногда и просто недоступных измерений физической реальности.

Моделирующие компьютерные программы целесообразно рассматривать в рамках технологического аспекта исследований и разработок средств обеспечения так называемой "виртуальной реальности", который рассматривался в работах Кай-Микаэль Яа-Аро, Патрушева А., Потапова Е., Питера Койя, Райкова А. И., Р. Хофа, Роберт И.В., Рыжова В.А., Петровой Н.П. и некоторых других исследователей.

Основное приложение моделирующие компьютерные программы, как элемент системы "Виртуальная реальность", в настоящее время нашли в процессе тренажа спортсменов, профессиональной подготовке специалистов в области астронавтики, архитектуры, медицинской диагностики и хирургии, организации развлечений и досуга, а также в областях, использующих научную визуализацию. Широкое использование моделирующих (имитационных) компьютерных программ в данных жизненно-важных отраслях хозяйственной и культурной деятельности человека подтверждают их огромную практическую значимость, высокий обучающий потенциал и объясняется тем, что, если возможности трехмерной компьютерной графики позволяют осуществлять, например, прогноз результатов хирургической операции, представляя трехмерное изображение на экране компьютера, то использование системы "Виртуальная реальность" позволяет создать иллюзию реально проводимой хирургической операции.

Создание моделирующих компьютерных программ в системе средств виртуальной реальности как условие визуализации учебной информации в образовательном процессе обеспечивает достижения чувства присутствия учащихся в реальном мире за счет предоставления им высококачественных образов. Обеспечивается как бы "погружение" учащихся в синтетическое окружение, что существенно отличает системы виртуальной реальности от интерактивной компьютерной графики или мультимедиа. Возможность достижения чувства присутствия пользователей в реальном мире, вызванное погружением в мир виртуальный, требует принципиального, отличия визуально-графических систем виртуальной реальности, от систем мультимедиа.

Таким образом, "виртуальная реальность", в том числе и моделирующая компьютерная программа как ее компонент, имеет большие преимущества по сравнению с действительной реальностью. Прежде всего это возможность моделировать в лабораторном эксперименте любые ситуации, даже такие, которые выходят за рамки допустимых пределов в реальности; позволяет обучающемуся как можно больше чувствовать себя активным звеном в процессе обучения, а не пассивным созерцателем представляемой ему информации. Образовательный потенциал любой моделирующей программы огромен.

Отсюда следует, что создание и использование моделирующих (имитационных) компьютерных программ как составной части системы средств виртуальной реальности для целей обучения может дать значительный педагогический эффект, недостижимый с помощью других технических средств и типов обучающих программ, так как она превосходит их по своим дидактическим возможностям. Кроме того, они могут быть широко использованы как мощное средство повышения качества подготовки и переподготовки специалистов. При этом открываются реальные пути реализации принципа опережающего профессионального обучения.

МКП рекомендуется использовать в системах очного и заочного обучения для углубления и расширения возможностей лабораторного эксперимента; при проведении лабораторных работ для дисциплин, не являющихся профилирующими для данной специальности. Особенно перспективно применение МКП в системе дистанционного образования, т.к. для этого вида образования лабораторное оборудование обычно недоступно. Однако в процессе профессионального обучения моделирующие компьютерные программы не нашли еще достойного места.

Несмотря на то, что в настоящее время имеется определенный выбор моделирующих компьютерных программ, проведенный нами анализ показал, что в учебном процессе они или не используются ("Физика в картинках", "Живая физика"), или не в полной мере используются все их возможности. Это объясняется тем, что, как отмечает Машбиц Е.И., многие из них по своим дидактическим характеристикам нельзя назвать удовлетворительными [94].

Таким образом уровень качества программного продукта учебного назначения, закладываемый еще на этапе его проектирования (при подготовке учебного материала, при создании сценариев учебной работы с компьютерными системами моделирующего типа, разработке задач и упражнений и т.п.) не отвечает современным требованиям. Такое положение обуславливается тем, что: во-первых, для разработки имитационных компьютерных программ необходимо хорошо знать, с одной стороны - содержание предметной области и учитывать присущую ей специфику обучения, с другой стороны -хорошо представлять технологические (физические и др.) процессы, протекающие в объектах профессиональной деятельности. Нередко разработчики моделирующих компьютерных программ не владеют на требуемом уровне одной из этих сторон; во-вторых, методические аспекты компьютерных технологий обучения развиваются не адекватно развитию технических средств, в виду сложности их структуры. Именно "нетехнологичность" имеющихся разработок считается одной из основных причин разрыва между потенциальными и реальными возможностями моделирующих компьютерных программ; в-третьих, отсутствует научно обоснованная методика разработки моделирующих компьютерных программ для учебного процесса и в частности для обучающего эксперимента.

Возникает противоречие между большими потенциальными возможностями моделирующих компьютерных программ и отсутствием аргументированной теории их разработки; насущной необходимости применения в практике лабораторного эксперимента моделирующих компьютерных программ и отсутствием научно обоснованных условий их эффективного использования в процессе лабораторно-практичсеких занятий.

Проблема исследования: каковы методика разработки МКП и организационно-педагогические условия их реализации в процессе лабораторно-практических занятий студентов.

Объект исследования: процесс организации и проведения лабораторно-практических занятий в вузе.

Предмет исследования: моделирующие (имитационные) компьютерные программы в процессе лабораторно-практических занятий студентов вуза.

Цель исследования: выявить и обосновать организационно-педагогические условия повышения эффективности использования моделирующих компьютерных программ в процессе лабораторно-практических занятий студентов.

Гипотеза исследования: Моделирующие компьютерные программы обеспечат эффективность процесса в процессе лабораторно-практических занятий студентов, если: содержание моделирующей компьютерной программы рассматривается как элемент системы "виртуальная реальность" и отражает реальные процессы, протекающие в объектах профессиональной деятельности;

- основой разработки моделирующей компьютерной программы выступают следующие фундаментальные теории: теория отображения информации, философия моделирования виртуальной реальности, математическое моделирование, психология восприятия компьютерного пространства;

- моделирующая компьютерная программа разработана на основе поэтапной методики, обеспечивающей функциональную полноту ее структурных блоков и содержания, реализацию основных требований к ней ;

- раскрыты и обоснованны организационно-педагогические условия реализации моделирующих компьютерных программ в процессе лабораторно-практических занятий.

Задачи исследования:

1. Провести анализ теории разработки и использования моделирующих программ для организации лабораторно-практических занятий студентов.

2. Разработать методику создания компьютерных моделирующих программ для лабораторно-практических занятий студентов.

3. Выявить и экспериментально проверить организационно-педагогические условия проведения эксперимента с использованием моделирующих компьютерных программ в процессе лабораторно-практических занятий.

Характер объекта и предмета исследования определили отбор методов, используемых в работе, предполагающих сочетание изучения теории и практики развития идеи использования средств "виртуальной реальности" в обучении.

Из числа теоретических методов в работе были использованы: анализ философской, технической, психологической, педагогической и методической литературы; синтез данных из различных областей науки, моделирование. Эмпирические методы, реализованные в педагогическом эксперименте, включали создание педагогических ситуаций, наблюдение, анкетирование, анализ полученных результатов, их математическая обработка и графическая интерпретация.

Методологической основой исследования послужили: психолого-педагогические аспекты компьютеризации образования (Ю.К.Бабанский, В.А.Белавин, В.П.Беспалько, И.М.Бобко, Б.С.Гершунский, П.Я.Гальперин, Ю.С.Иванов, Л.Б.Ительсон, Ю.Н.Кулюткин, Е.И.Машбиц,

А.М.Матюшкин, М.И.Махмутов, Г.С.Сухобская, Н.Ф.Талызина, С.Пейперт, Б.Ф.Скинер, Дж.К.Мерредит и др.), теория философии моделирования (В.А.Веников, В.В.Габдреев, В.М.Глушков, К.Е.Морозов, И.Б.Новик, В.А.Штофф, К.Клаус и др.); основы теории отражения информации (В.Ф.Венда, Б.Ф.Ломов, А.М.Столяров, Ф.Е.Темников и др.); теория зрительного восприятия (В.А. Барабанщиков, Л.М.Веккер, Дж.Гибсон, Ф. Клике, Р. Франсе и др.), теория виртуальной реальности (Б.Девис, А.Орлов, А.Н.Райков, И.В.Роберт, В.А.Рыжов, Н.П.Петрова и т.д.), ситемный подход в педагогических исследованиях профессиональной педагогики (С.Я.Батышев, Г.В.Мухаметзянова и т.д.).

Исследование осуществлялось в 3 этапа:

1. Поисково-аналитический (1996-1998 г.г.). Предусматривал предварительное изучение теории и практики разработки и использования моделирующих копьютерных программ в обучающем эксперименте студентов.

2. Моделирующий (1996-1998 г.г.). Включал разработку аппарата исследования и проекта создания и реализации моделирующей компьютерной программы для лабораторно-практических занятий студентов. Проводился констатирующий эксперимент.

3. Экспериментальный (1998-1999 г.г.). На этом этапе устанавливались причинно-следственные связи и зависимости реализации моделирующей компьютерной программы в процессе лабораторно-практических занятий студентов. Проведен формирующий эксперимент и математическая обработка его результатов. Производились доработка и структурирование диссертации.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования:

1. Показано, что при разработке моделирующих компьютерных программ необходимо учитывать принципы теории отображения информации, философии моделирования виртуальной реальности, математического моделирования, психологии восприятия компьютерного пространства, влияющие на их качество.

2. Разработана поэтапная методика конструирования моделирующей компьютерной программы для организации и проведения лабораторных занятий в вузе, включающая в себя инвариантную и вариативную части. Инвариантная часть методики представляет собой обобщенное описание структуры, содержание моделирующей компьютерной программы и требования к ним. Вариативная часть содержит рекомендации по разработке и требования к математической и "реальной" моделях объекта изучения как составным частям моделирующей компьютерной программы.

3. Определены организационно-педагогические условия проведения эксперимента с использованием моделирующих компьютерных программ в процессе лабораторно-практических занятий в вузе: подкрепление необходимым методическим обеспечением; наличие обратной связи от обучаемого к компьютеру; наличие четко определенной совокупности методов и приемов анализа и оценки деятельности студентов; владение преподавателем техникой работы с МКП; наличие плана выполняемой компьютером работы и прогноза возможных изменений в ходе эксперимента; реализация в структуре лабораторно-практических занятий модели знаний, модели обучаемого и модели управления.

Практическая значимость исследования заключается в том, что предложенная методика создания моделирующих компьютерных программ может быть использована научными и практическими разработчиками для комплексной разработки аналогичных программ для их использования в процессе лабораторно-практических занятий студентов. Использование моделирующих компьютерных программ и реализация выявленных организационно-педагогических условий обеспечивают эффективность и продуктивность лабораторно-практических занятий студентов. Разработаны и апробированы на лабораторно-практических занятиях студентов моделирующие компьютерные программы по курсу "Общая физика" по разделам "Молекулярная физика", "Полупроводниковый диод".

Апробация основных положений и выводов исследования проводилась на на VII Международной конференции "Применение новых технологий в образовании", Троицк, 1996 г., на VIII Международной конференции "Использование новых технологий в образовании", Троицк, 1997 г., на научно-методической конференции "Подготовка специалистов с высшим образованием в современных условиях", Казань, 1996 г., на Поволжской региональной научно-методической конференции "Подготовка специалистов в системе непрерывного многоуровневого образования", Казань, 1997 г., на Республиканской конференции "Проблемы энергетики", 1997 г.

Внедрение результатов исследования. Разработанные на основе исследования, методические рекомендации по созданию и реализации моделирующих компьютерных программ внедрены в практику работы кафедры физики Казанского филиала МЭИ, Казанского государственного педагогического университета. Результаты использовались в работе республиканской школы передового опыта "Информационные технологии в профессиональном образовании и разработка сценариев педагогических программных средств (1111С)".

Достоверность и обоснованность научных результатов, выводов и рекомендаций обеспечены всесторонним изучением проблемы, целесообразным сочетанием комплекса эмпирических и теоретических методов исследования, личным участием диссертанта в организации и проведении педагогического эксперимента.

На защиту выносятся:

1. Методика создания компьютерных моделирующих программ для организации и проведения лабораторных занятий в вузе, включающая в себя инвариантную и вариативную части. Инвариантная часть методики представляет алгоритмизированное описание структуры и содержания моделирующей компьютерной программы. Вариативная часть содержит рекомендации по разработке и требования к математической и "реальной" моделях объекта изучения как составным частям моделирующей компьютерной программы.

2. Организационно-педагогические условия проведения эксперимента с использованием моделирующих компьютерных программ в процессе лабораторно-практических занятий в вузе.

Структура диссертационного исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение диссертации научная статья по теме "Общая педагогика, история педагогики и образования"

Выводы в отчетах студентов должны содержать: а) заключение о степени подтверждения общей гипотезы эксперимента полученным результатам; б) таблицы и графики с указанием единиц измерения исследуемых параметров

- контрольных вопросов;

Контрольные вопросы к каждой лабораторной работе должны требовать от студента знаний: а) объекта исследования; б)тем курса, раскрывающих теоретические основы изучаемой изучаемого вопроса; в) методов исследования устройств данного типа; г) общих принципов планирования и проведения эксперимента.

Такая постановка вопросов требует от учащихся обращения к теоретическому материалу курса; способствует выработке навыков приобретения и расширения знаний при чтении специальной и популярной литературы; повышает уровень самостоятельности и активности в подготовке и планировании лабораторного эксперимента.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Куценко, Светлана Мунавировна, Казань

1. Такой подход к подготовке и проведению лабораторных работ, на наш взгляд, позволяет повысить уровень сформированности понятия об эксперименте, опираться на знания, умения и навыки в области эксперимента, полученные при изучении других дисциплин.

2. Модель знаний (чему учить) определяет дидактические цели обучения. От этой модели зависит выбор дидактических методов и приемов обучения, обеспечивающих достижение заданной цели.

3. Основной задачей исследования модели знаний является оценка объема, глубины, точности подаваемого учебного материала и изучения вопроса о соотношении нормы оценок, которые ставит педагог.

4. Приведем основные методические этапы реализации модели знаний в процессе проведения лабораторно-практических занятий с использованием МКП.

5. Определение этапа в общей системе обучения, на котором целесообразно применять моделирующую компьютерную программу:а) актуализация знаний;б) ознакомление с новым материалом;в) закрепление учебного материала.

6. Определение учебных целей, лежащих в основе моделирующей компьютерной программы.

7. Анализ учебного материала, содержащегося в моделирующей компьютерной программе на его соответствие требованиям научности содержания, адекватности материала ранее приобретенным знаниям, умениям, навыкам, наглядности учебного материала.

8. Анализ содержания компьютерной моделирующей программы на соответствие требуемой степени усвоения знаний.

9. Модель обучаемого (кого учить) определяет объект обучения. От этой модели зависит выбор дидактических приемов, позволяющих добиться индивидуализации обучения, учета психологических возможностей каждого обучаемого.

10. Можно предложить следующие этапы реализации модели обучаемого:

11. Определение степени овладения материалом на данный момент.

12. Выполнение требования активности и сознательности учащихся во время проведения эксперимента с помощью моделирующей компьютерной программы.

13. Учет психофизиологических особенностей учащегося.

14. Обеспечение обратной связи типа преподаватель студент - МКП, включающей в себя и знание результата, и информационную обратную связь.

15. Модель управления (как учить) определяет дидактические методы и средства, которые позволяют осуществлять передачу, закрепление и контроль знаний обучаемых.

16. Основная цель этапа исследования модели управления -изучить особенности взаимодействия преподавателя и обучаемых в процессе работы с моделирующей компьютерной программой.

17. В качестве основных методических этапов реализации модели управления можно выделить:

18. Реализация соответствия данной моделирующей компьютерной программе характеру и способу подачи учебного материала требуемому уровню знаний.

19. Реализация задач обучения (формирование навыков, подача информации, закрепление уже приобретенных навыков).

20. Выбор и реализация способов управления работой учащихся на лабораторно-практическом занятии с использованием моделирующей компьютерной программы, обеспечивающих индивидуализацию обучения.

21. Систематизирующим фактором выступают цели лабораторно-практического занятия с использованием МКП.

22. Предлагаемая система включает в себя следующие организационно-педагогические условия:

23. МКП должна быть подкреплена необходимым методическим обеспечением, в котором отражены: совокупность различных приемов обращения с МКП, задачи эксперимента, правила проведения эксперимента, обеспечивающие надежность и достоверность информации.

24. Наличие обратной связи (интерактивности) от обучаемого к компьютеру, которая обеспечивает проверку учащимися правильности функционирования программы и адаптацию обучаемого к условиям проведения эксперимента с использованием МКП.

25. Наличие четко определенной совокупности методов и приемов анализа и оценки деятельности учащихся.

26. Владение преподавателем техникой работы с МКП.

27. Наличие плана выполняемой компьютером работы и прогноза возможных изменений в ходе эксперимента.

28. Реализация в структуре лабораторно-практического занятия модели знаний, модели обучаемого и модели управления.

29. При такой постановке лабораторно-практических занятий с использованием моделирующей компьютерной программы можно обеспечить наибольшую эффективность его протекания.

30. Под методическим обеспечением мы понимаем комплекс методических рекомендаций по использованию и организации физического эксперимента с МКП в учебном процессе, подготовке учащихся к работе с моделирующей компьютерной работой.

31. Однако в педагогическом процессе важное значение имеет совокупность психолого-педагогических средств воздействия на учащихся.

32. Методика использования эксперимента, проводимого с помощью моделирующей компьютерной программы совокупность методов и приемов практического применения эксперимента, позволяющих в сочетании с другими методами решать учебные задачи.

33. Необходимо уточнить и проверить корректность поставленной задачи. При этом большую роль играет априорная информация об объекте исследования и измеряемых величинах.

34. При отборе эксперимента, проводимого спомощью МКП, важно учитывать уровень раскрытия закономерностей (качественный, количественный) и способ его постановки (иллюстрация полученных результатов, исследование еще "неизведанного" и т.д.).

35. Активизация познавательной деятельности учащихся, развитие их познавательных интересов в ходе проведения эксперимента.

36. Анализ и оценка деятельности учащихся в процессе экспериментирования.

37. Одним из актуальных вопросов организации лабораторного эксперимента является оценивание учебной работы учащихся в ходе лабораторных работ.

38. Для всестороннего, объективного оценивания учащихся при выполнении ими лабораторных работ с помощью МКП целесообразно учитывать такие основные критерии как степень активности и самостоятельности учащихся.

39. Эти критерии характеризуются:а) уровнем экспериментальных умений, правильностью результатов наблюдений;б) уровень умений обработки результатов эксперимента;в) содержанием, качеством и грамотностью оформления отчета.

40. Выделение первого параметра критериев активности и самостоятельности учащихся связано с необходимостью знания учащимся устройства используемых в эксперименте "приборов", умения обрабатывать снятые показания.

41. Говоря о правильности результата, следует обратить внимание, что он иногда оказывается несколько отличим от того, который получен при проведении реального эксперимента (невысокий класс точности приборов, отрицательное влияние внешних факторов и т.д.).

42. Хорошо по возможности предварительно провести реальный эксперимент. Затем закрепить знания и умения учащихся с помощью компьютерного эксперимента, выбирая по компьютерной программе различные материалы, варьируя параметры.

43. Два последних параметра определяются из анализа результатов опытно-экспериментальной работы и качества ее оформления.

44. Методика организации восприятия физического эксперимента -совокупность методов и приемов, обеспечивающих высокий уровень обнаружения учащимися актуальных явлений и процессов, различения их признаков и выделения в эксперименте необходимой информации.

45. В работе "Самостоятельная работа учащихся по физике с применением ЭВМ" 142. авторы, разрабатывая структуру моделирующих педагогических программных средств, указывают общие закономерности отображения информации учащемуся [142]:

46. Учащийся работает не с реальными объектами, а с их информационными моделями совокупностью сведений о функционировании объекта, параметрах возмущающих воздействий и откликов на них.

47. Методы отображения информации на экране компьютера должны в первую очередь обеспечить формирование у учащегося адекватной объекту концептуальной модели.

48. Таким образом, основные этапы подготовки и проведения физического эксперимента с использованием МКП, как одного из программных средств обучения в процессе лабораторно-практических занятий включает в себя следующие этапы:

49. Формулировка общих целей и конкретных задач исследования.

50. Работа учащегося должна начинаться с момента получения задания.

51. Задачи эксперимента должны быть четко и ясно сформулированы. Цель и задачи это необходимая основа оценки любой компьютерной программы.

52. Планирование и организация эксперимента.

53. Анализ и оценка деятельности учащихся.

54. Лабораторные работы по физике с применением моделирующих компьютерных программ целесообразно, на наш взгляд, проводить фронтально, что позволяет согласовать лекционные и лабораторные циклы.

55. Экспериментальная проверка моделирующей компьютернойпрограммы и ее результаты

56. В эксперименте были задействованы две группы КГПУ (922, 923); три группы Казанского филиала Московского энергетического института (ПЭ-1-96,ЭМБ-1 -96,ЭКП-1 -97). Общее количество студентов, принявших участие в эксперименте составило 135 человек.

57. С учетом вышесказанного была использована следующая общая схема эксперимента:

58. Входное тестирование (предэкспериментальный срез);

59. Формирование экспериментальных и контрольных групп.

60. Обучение: а) средствами ЭВМ (экспериментальная группа); б) традиционными средствами (контрольная группа).

61. Выходное тестирование (постэкспериментальный срез).

62. Предварительная обработка результатов.

63. Затем в контрольных и экспериментальных группах были сделаны срезовые замеры для определения эффективности применения МКП.

64. Математическая обработка результатов эксперимента проводилась следующим образом.

65. Полученные результаты вносились нами в таблицы и распределялись по уровням, где I уровень соответствовал Ку="2"; II уровень соответствовал Ку-'З"; III уровень соответствовал Ку="4"; IV уровень соответствовал Ку="5".

66. Сопоставление результатов обучения в контрольных и экспериментальных группах осуществлялось на основе следующих показателей: полнота знаний и умений; подвижность знаний и умений; уровень развития мотивации учения.

67. В таблице 3 представлены результаты сравнения уровней сформированности знаний у учащихся экспериментальных и контрольных групп.