Формирование экспериментальных умений при обучении физике на основе компьютерного моделирования у курсантов военного вуза

Ларионов, Михаил Владимирович

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование экспериментальных умений при обучении физике на основе компьютерного моделирования у курсантов военного вуза

Автореферат

Автор научной работы: Ларионов, Михаил Владимирович
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Челябинск
Год защиты: 2011
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Формирование экспериментальных умений при обучении физике на основе компьютерного моделирования у курсантов военного вуза"

На правах рукописи

484 "¿¿»о

ЛАРИОНОВ Михаил Владимирович

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УМЕНИЙ

ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ У КУРСАНТОВ ВОЕННОГО ВУЗА

13.00.02. - теории и методика обучения и воспитания (физика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

7 ДПР 2011

Челябинск-2011

4842296

Работа выполнена на кафедре теории и методики обучения физике государственного образовательного учреждения высшего профессионапьног образования «Челябинский государственный педагогический университет»

действительный член Российской академии образования, доктор педагогических наук, профессор

Усова Антонина Васильевна

доктор педагогических наук, профессор

Старовиков Михаил Иванович

кандидат педагогических наук, доцент

Речкалов Ви1Стор Григорьевич

ГОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет»

Защита состоится «20» апреля 2011 г. в 10 часов на заседании диссерта ционного совета Д 212. 295.02 при ГОУ ВПО «Челябинский государствен ный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Лени на, 69, ауд. 116.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинский государственный педагогический университет»

Автореферат разослан «18» марта 2011 г.

Научный руководитель -

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор педагогических наук, профессор

В.С. Елагина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Объективные процессы интеграции в образовании и последующее изменение образовательных стандартов повлекли пересмотр значимости знаний, умений и навыков для будущей профессиональной деятельности курсантов военных вузов. В частности, экспериментальные умения обучаемых в настоящее время должны рассматриваться как умения эмпирического поиска информации, как компонент их информационной компетенции.

Современный научно-технический прогресс характеризуется созданием новых персональных компьютеров (ПК) все более высокой мощности по объему и скорости обработки информации, простоте управления. Создаваемые в настоящее время ПК и их программное обеспечение являются мощным средством повышения эффективности учебного процесса, обусловливающим новые возможности их использования в вузах при обучении физике в процессе формирования научных понятий и умений применять их в решении практических задач, а также экспериментальных умений как компонента информационной компетенции.

• возможностью получения информации для решения практических задач как эмпирически, так и посредством ИКТ и недостаточной сформиро-ванностью экспериментальных умений как компонента информационной компетенции у курсантов военных вузов;

• необходимостью формирования экспериментальных умений как компонента информационной компетенции курсантов и отсутствием научно обоснованных методик применения ПК при изучении курса физики в военном вузе, отвечающих требованиям новых стандартов;

• возможностями ИКТ-технологий, их использования в учебном процессе и отсутствием систематизации соответствующих методологических подходов к формированию экспериментальных умений или умений эмпирического поиска информации в военном вузе.

Следует также указать противоречия, касающиеся организации учебного процесса по физике:

• между оснащением образовательных учреждений совершенствующимися по своим возможностям ПК, компьютерными классами - с одной стороны и сдерживанием их наиболее эффективного применения из-за недостаточной разработанности соответствующего методического сопровождения в учебном процессе - с другой;

• между необходимостью проведения экспериментов в процессе обучения физике и недостаточной оснащенностью лабораторным оборудованием учебных физических лабораторий.

В направлении разрешения указанных противоречий в дидактике и методике обучения физике исследователями уже получены определённые результаты.

Академиком A.B. Усовой, С.Е. Каменецким, Н.С. Пурышевой, A.A. Бобровым, С.А. Суровикиной и другими учёными разработана методика формирования экспериментальных умений у учащихся школ, студентов педагогических вузов. В работах С.Е. Каменецкого представлено решение ряда проблем применения компьютерного моделирования в обучении физике. Однако в данных исследованиях не разработана методика формирования экспериментальных умений в курсе физики у курсантов военных вузов, отвечающая требованиям новых стандартов профессионального образования. Создание такой методики связано с целенаправленной модификацией информатизации физического образования. При разработке методики формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза большую роль сыграло изучение проблемы информатизации образования, отдельные аспекты которой представлены в трудах Е.П. Велихова, A.M. Довгяло, А.П. Ершова, В.А. Из-возчикоав, М.П. Лапчика, Д.Ш. Матроса, А.Н. Матюшкина, В.М. Монахова, В.Г. Разумовского, А.Д. Ревунова, И.В. Роберт, Б.Ф. Скинера и др.

Дидактические и психологические аспекты компьютеризации, в том числе связанные с формированием экспериментальных умений, отражены в работах Б.С. Гершунского, М.А. Готлиб, C.B. Грызлова, С.Е. Каменецкого, Б.Ф. Ломова, В.Я. Ляудис, Е.Д. Маргулиса, Е.И. Машбиц, Е.В. Оспеннико-вой, A.B. Петровского, В.В. Рубцова, Н.В. Талызиной, O.K. Тихомирова, A.B. Усовой и других.

Возможности применения ЭВМ в процессе обучения изложены в работах В.П. Беспалько, В.Г. Болтянского, А.А.Кузнецова, В.В. Логвинова, A.B. Смирнова, Е.К.Хеннер и других ученых.

В ходе поиска теоретических предпосылок для разработки методики формирования экспериментальных умений курсантов были рассмотрены аспекты методики применения электронно-вычислительной техники (ЭВТ) в школьном курсе физики в работах Л.И. Анциферова, В.А. Извозчикова, В.В. Лаптева, A.M. Слуцкого, В.И. Тесленко, М.И. Старовикова, O.A. Яворука. В нашей работе мы также опирались на исследования возможности применения ЭВТ в курсе физики У.Б. Еслямовой, В.М. Оксмана, Г.Т. Горбунова, Б.М. Игошева, A.B. Карпенко, C.B. Степанова, М.Л. Фокиной, И.И. Хаимзонова, М.Б. Шабады и других.

Проблемы использования ЭВТ для подготовки учителей физики в педагогических вузах рассмотрены в диссертационных исследованиях Г.Н. Ионо-ва и Л.А. Мальцева, для подготовки будущих инженеров в курсе физики втуза - Н.И. Темиркуловой.

Также нами учитывалось, что в настоящее время большая практическая работа по применению компьютеров в учебном процессе ведется во всех высших учебных заведениях, результаты Internet-тестирования являются важными характеристиками при аккредитации вузов.

Вопросам применения ПК в учебном процессе по физике было посвящено большое количество публикаций, конференций, семинаров и совещаний. Однако, несмотря на многообразие исследований по проблеме интенсификации учебного процесса по физике на основе применения ПК, не определен статус компьютерного эксперимента, не разработана методика целенаправленного применения ПК последнего поколения на лабораторных занятиях в курсе общей физики в вузе. Таким образом, пока остается нерешенной актуальная проблема формирования экспериментальных умений в вузе на основе компьютерного моделирования в курсе физики, дальнейшее решение которой возможно на основе работ авторов A.B. Усовой, A.A. Боброва, Ю.И. Дика, О.Ф. Кабардина, A.A. Марголиса, Е.С. Объедкова, Е.В. Оспенниковой, Н.Е. Парфентьева, A.A. Покровского, ВЛ. Синенко, С.А. Суровикиной, Т.Н. Шамало и других ученых.

В соответствии с данной проблемой нами была сформулирована тема исследования: «Формирование экспериментальных умений при обучении физике на основе компьютерного моделирования у курсантов военного вуза».

Цель исследования: разработать, теоретически обосновать и проверить в педагогической практике методику формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза как компонента их информационной компетенции.

Объект исследования - процесс обучения физике курсантов военного

вуза.

Предмет исследования - процесс формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза на лабораторных занятиях по физике с применением компьютерного моделирования.

В своем исследовании мы исходили из гипотезы: процесс формирования экспериментальных умений, как компонента информационной компетенции курсантов военного вуза будет эффективным, если:

1) разработать лабораторные работы по физике в соответствии с требованиями новых стандартов на основе компьютерного моделирования;

2) методику экспериментальной работы курсантов построить на основе межпредметных связей физики и информатики, состоящую из диагностико-корректирующего, мотивационного, формирующего блоков, соответственно включающих:

а) методы и средства мониторинга уровня экспериментальных умений курсантов, позволяющие корректировать индивидуальный выбор типа лабораторной работы (диагностико-корректирующий блок)',

б) межпредметные лабораторные работы по физике и информатике с элементами профессиональной направленности и рефлексивно-оценочным отбором содержания учебной экспериментальной деятельности курсантов (мотивационный блок)',

в) сочетание натурного эксперимента и компьютерных моделей физических явлений, аудиторной и самостоятельной работы по поиску учебной информации лабораторными и ИКТ-средствами (формирующий блок).

Исходя из цели исследования и выдвинутой гипотезы сформулированы следующие задачи исследования:

1. Изучить состояние проблемы формирования экспериментальных умений курсантов в курсе физики военного вуза как компонента их информационной компетенции.

2. Определить методологические подходы к использованию ПК на лабораторных занятиях в курсе физики военных вузов, дидактический статус компьютерного эксперимента.

3. Разработать на основе деятельностного и компетентностного подходов, межпредметных связей физики и информатики методику применения компьютерного моделирования физических процессов для формирования экспериментальных умений курсантов, рекомендации преподавателям по её реализации в ходе лабораторных работ по физике.

4. Проверить эффективность разработанной методики на основе педагогического эксперимента.

Методологической основой исследования является теория познания и диалектический метод; психологическая концепция деятельностного и компетентностного подходов к обучению; теория поэтапного формирования умственных действий, психология индивидуальных различий, теория формирования обобщенных умений и навыков, компетентностный подход.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

• теоретические: анализ психолого-педагогической, научно-методической литературы по проблеме исследования, изучение государственных образовательных стандартов, учебных программ;

• эмпирические: педагогическое наблюдение, педагогический эксперимент, анкетирование, тестирование, качественный и количественный анализ результатов экспериментального обучения, пооперационный анализ работ курсантов, статистические методы проверки гипотез.

Задачи исследования и методология их решения предопределили его этапы.

На первом этапе (2006 - 2008 гг.) выявлена возможность формирования экспериментальных умений у курсантов как компонента их информационной компетенции, проанализирована философская, научно-педагогическая, психологическая и методическая литература, сформулирована проблема исследования, определена ее актуальность и пути её решения. Осуществлен научный анализ учебных программ курсов физики, методики проведения лабораторных работ по физике в военном вузе. Подготовлен и проведен констатирующий эксперимент, посредством которого был уточнен начальный уровень сформированности экспериментальных умений и мотивации по применению эмпирических методов и компьютерного моделирования в будущей профессиональной деятельности у курсантов военного вуза; сформулированы цель, гипотеза и задачи исследования, определена концепция решения поставленной проблемы.

На втором этапе (2008 - 2009 гг.) уточнено определение компьютерного имитационного моделирования, определены дидактический статус компьютерного эксперимента в курсе физики вуза, уровни и этапы формирования экспериментальных умений на основе компьютерного моделирования. Разработана экспериментальная методика применения компьютерного имитационного моделирования в физическом эксперименте, определены критерии её эффективности; проведен формирующий эксперимент, обработаны полученные данные.

На третьем этапе (2009 - 2011 гг.) проведен контрольный эксперимент, проанализированы экспериментальные данные, сформулированы выводы и заключение по исследованию; разработаны методические рекомендации по результатам исследования; осуществлено внедрение методики формирования экспериментальных умений у будущих специалистов в курсе физики вуза посредством компьютерного моделирования; оформлена диссертация.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. Разработана методика формирования экспериментальных умений как компонента информационной компетенции курсантов военного вуза в процессе подготовки и выполнения лабораторных работ по физике на основе компьютерного моделирования физических процессов и межпредметных связей физики и информатики, включающая диагностико-корректирующий, мотивационный и формирующий блоки.

2. Определены уровни сформированное™ экспериментальных умений как компонента информационной компетенции у курсантов военного вуза и критерии их оценивания.

3. Разработан «виртуальный» физический практикум, представляющий собой инвариантную электронную версию лабораторных работ по общему курсу физики военного вуза с применением компьютерного имитационного моделирования на основе межпредметных связей физики и математики, который может быть адаптирован к условиям вуза, колледжа, школы.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что полученные результаты расширяют теорию формирования экспериментальных умений при обучении физике в военном вузе, в частности:

1. Конкретизировано содержание понятия «экспериментальные умения курсантов военных вузов» как компонент их информационной компетенции, включающие умения планировать, проводить эксперименты посредством лабораторного оборудования и компьютерных моделей с целью получения эмпирической информации для решения практических задач и теоретических выводов.

2. Выявлен дидактический статус компьютерного имитационного моделирования в лабораторных работах по общей физике как средства реализации межпредметных связей между физикой и информатикой, формирования экспериментальных умений в условиях применения ИКТ.

3. Разработаны лабораторные работы по физике (наглядно-иллюстративные, информационно-деятельностные, учебно-профессиональные, эвристические), различающиеся характером самостоятельной работы курсантов -

по применению компьютерных моделей и позволяющие поэтапно формировать у них экспериментальные умения.

Практическая значимость исследования состоит:

1. В разработке вариативных обучающих компьютерных программ для ПК для проведения лабораторных работ, адаптируемых под уровень индивидуальной подготовки курсантов по темам: изучение электростатических полей, измерение электрических сопротивлений при помощи моста Уитстона, определение электроемкости конденсатора, определение скорости звука в ¡воздухе методом стоячей волны, определение магнитной индукции поля постоянного магнита, определение индуктивности первичной обмотки катушки зажигания, определение коэффициента поглощения веществом гамма-излучения.

2. В разработке электронных дидактических, учебно-методических и диагностирующих материалов, которые могут быть применены в условиях различных учебных заведений при условии соответствующей адаптации методического и программного обеспечения.

3. Во внедрении результатов исследования в учебный процесс, организуемый преподавателями физики Челябинского военного автомобильного инженерного командного училища, Челябинского высшего военного авиационного командного училища штурманов, Саратовского военного института внутренних войск, Уральского государственного университета физической культуры.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов данного исследования обеспечена их соответствием методологии познания, диалектическому методу, положениями психолого-педагогических теорий поэтапного формирования умений, дидактическими и методическими аспектами компьютеризации обучения, репрезентативностью выборок обучающихся для экспериментальных и контрольных групп, применением непараметрических методов математической статистики для обработки экспериментальных данных, устойчивостью полученных результатов на формирующем и контрольном этапах эксперимента.

На защиту выносятся:

1. Положение о том, что экспериментальные умения следует считать важным компонентом информационной компетенции курсантов военного вуза, определяющим готовность обучаемых к поиску информации эмпирическими методами.

2. Методика формирования экспериментальных умений у курсантов в курсе физики военного вуза как компонента их информационной компетенции, разработанная на основе компьютерных моделей физических явлений, межпредметных связей физики и информатики, включающая диагностико-корректирующгш, мотивационный и формирующий блоки.

деятельностных, учебно-профессиональных и эвристических лабораторных работ по физике.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлены:

• в ходе участия автора исследования в работе семинаров, конференций (XXXI Международная зимняя школа физиков теоретиков, Екатеринбург-Челябинск 2006; Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы организации психологии», Екатеринбург 2007; Межвузовская научно-методическая конференция «Педагогическая культура преподавателя вуза - сущность и содержание», Челябинск 2008; XV Международная научно-практическая конференция «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов», Челябинск 2008; XVII Международная научно-практическая конференция «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов», Челябинск 2010);

• посредством публикаций материалов исследования в научной печати (в том числе в трех журналах из реестра ВАК РФ - в городах Москва, Омск, Челябинск), тиражирования методических разработок, электронных материалов;

• путем внедрения результатов исследования в учебный процесс военных вузов (Челябинское военное автомобильное инженерное командное училище, Челябинское высшее военное авиационное командное училище штурманов, Саратовский военный институт внутренних войск).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (154 источника), приложений; содержит 23 рисунка и 21 таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, определены проблема, цель, объект, предмет исследования, формулируется гипотеза, указывается методологическая основа исследования, определяются его этапы, научная новизна, теоретическая и практическая значимость, формулируются положения, выносимые на защиту, определяется обоснованность и достоверность проведенной работы, приводятся сведения об апробации.

В первой главе «Экспериментальные умения курсантов военных вузов как компонент их профессиональной компетенции» проведен анализ философской, психологической и педагогической литературы по проблеме разработки методики применения современных информационно-коммуникационных технологий в курсе физики для формирования экспериментальных умений у обучаемых.

Анализ научной литературы позволил определить ключевые для решения проблемы исследования понятия: экспериментальные умения как компонент информационной компетенции, компьютерное моделирование, физический эксперимент, готовность к поиску информации.

Происходящие глобальные изменения в сфере образования отражаются на всех ёё этапах, включая профессиональный. В профессиональном образо-

вании происходят изменения в критериях оценки его качества. Наряду с используемыми в образовательной практике знаниями, умениями и навыками вводятся компетентности и компетенции, позволяющие характеризовать профессиональные качества личности специалиста интегративно, как способность осуществлять определенную деятельность или действие.

В современных условиях конкурентоспособным является специалист, который в ходе профессиональной подготовки и последующего самосовершенствования овладел способами целенаправленного поиска и систематизации информации, необходимой для решения профессиональных проблем. Будущий военный специалист должен научиться самостоятельно ориентироваться в потоке информации, отбирать необходимые сведения для принятия важных решений, оперативно проверять их в практической деятельности, применяя для этого наблюдения и целенаправленный эксперимент.

В деятельности военных специалистов эксперимент используется для апробации спланированной стратегии и тактики крупномасштабного боя в рамках небольших полевых испытаний. Наблюдение, скрытое от противника, позволяет уточнить данные о его вооружении, стратегических и тактических планах. Эмпирическое исследование для военных - залог сокращения потерь среди военнослужащих и мирного населения, повышения эффективности защиты государственных интересов, мира. Поэтому для военного специалиста особенно важной является информационная компетенция. Этот вывод подтверждает анализ квалификационных требований к военно-профессиональной подготовке выпускников военных вузов.

Понятие информационной компетенции является сложным и многогранным и представляет собой совокупность взаимосвязанных качеств личности (знаний, умений, навыков, способов деятельности) военного специалиста, необходимых для поиска информации в ходе эмпирической и информационно-коммуникационной деятельности. Необходимая для решения профессиональных проблем информация может быть найдена экспериментальным путем.

Возможность использования эксперимента для поиска информации в профессиональной деятельности придаёт особую значимость формированию экспериментальных умении у курсантов в курсе физики военного вуза. Перечень рассматриваемых в педагогике экспериментальных умений не содержит умения эмпирического поиска информации. В ходе анализа научной литературы мы опирались на представление об эмпирическом познании в науке как философско-гносеологической категории, характеризующей один из двух (наряду с теоретическим) этапов (уровней) познавательного процесса. Эмпирическое исследование непосредственно связывают с объектом исследования, с опытом (т.е. наблюдением, экспериментированием, получением эмпирических данных), обработкой опытных данных и получением эмпирических выводов. К сожалению, такое исследование не всегда возможно - особенно в случаях, когда проведение экспериментов, наблюдений связано с большим риском для экономики, для жизни людей (что имеет место в деятельности военных специалистов). В современных условиях эмпирическая проверка

предположений, высказанных исследователем «априорно», может быть осуществлена посредством компьютерных имитационных моделей.

Таким образом, с внедрением в профессиональное образование новых стандартов и широким применением ИКТ-технологий в образовании и профессиональной деятельности понятие «экспериментальные умения» нуждается в дальнейшей теоретической разработке. Содержание и статус экспериментальных умений курсантов военного вуза требуют уточнения в соответствии с компетентностным подходом к профессиональному образованию в вузах.

В нашем исследовании экспериментальными называются умения позволяющие планировать, проводить эксперименты посредством лабораторного оборудования и компьютерных моделей с целью получения эмпирической информации по решению практических задач и теоретических выводов. Опираясь на работы С.Е. Каменецкого, A.B. Усовой и других, мы включили в состав экспериментальных умений:

• умения понять или сформулировать цель опыта (т.е., определить, какую информацию о физическом явлении требуется получить), принять решение о выборе вида эксперимента (натурный, компьютерный);

• умения самостоятельно спроектировать эксперимент (мысленно представить ход опыта);

• умения отбирать для опыта либо необходимое оборудование и материалы, либо виртуальную модель;

• умения самостоятельно собирать экспериментальную установку, располагая соответствующим образом оборудование и материалы, либо воспользоваться программными материалами;

• умения измерять и осуществлять расчеты посредством лабораторного оборудования и компьютера;

• умения наблюдать;

• умения фиксировать, анализировать результаты опыта;

• умения делать обобщения, формулировать выводы на основе анализа результатов эксперимента.

Формирование экспериментальных умений представляет собой один из этапов формирования информационной компетенции. Таким образом, экспериментальные умения курсантов военного вуза следует считать компонентом их информационной компетенции, характеризующей готовность будущих специалистов к поиску информации эмпирическими методами (наблюдение, натурный эксперимент, компьютерное моделирование, измерение).

Организация лабораторных работ по курсу физики на основе межпредметных связей с информатикой - составляющая процесса формирования у курсантов военного вуза их информационной компетенции. Сформированные при изучении информатики умения и навыки работы с компьютером могут быть использованы при выполнении лабораторных работ по физике при наличии соответствующего методического и программного обеспечения, оснащения компьютерной техникой. Изучение курса физики может быть более

эффективным для будущей профессиональной деятельности курсанта военного вуза при условии использования компьютерного имитационного моделирования в ходе выполнения курсантами лабораторных работ.

Реализация межпредметных связей между физикой и информатикой включает: 1) методический анализ фундаментальных понятий и современных ИКТ; 2) отбор межпредметного учебного материала для его изучения во время аудиторных занятий и в ходе самоподготовки курсантов; 3) формирование мировоззрения, представления о взаимосвязи методов познания, поиска информации.

В ходе наблюдений, пробного эксперимента было установлено, что учебный эксперимент, осуществляемый курсантами в ходе лабораторных работ по физике, позволяет им освоить эмпирический способ поиска знаний, необходимой информации для решения задач будущей профессиональной деятельности. Сочетание физического натурного эксперимента с использованием компьютерной техники позволяет создать дидактические условия для обучения курсантов военного вуза различными способам поиска информации: эмпирическому, теоретическому, посредством информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).

Межпредметные связи между физикой и информатикой способствуют формированию у курсантов методологической культуры по поиску информации, под которой в соответствии с определением B.C. Елагиной мы понимаем мировоззрение, совокупность теоретических, эмпирических и информационно-коммуникационных методов поиска информации, необходимых для решения профессиональных проблем, а также умений применять данные методы практически, самостоятельно осваивать новые информационно-коммуникационные технологии.

Таким образом, поэтапное формирование экспериментальных умений курсантов при обучении физике в военном вузе, рассматриваемых как компонент их информационной компетенции, требует реализации межпредметных связей курсов физики и информатики на основе внедрения в лабораторный практикум компьютерного имитационного моделирования, заданий по поиску учебной информации в сети Internet.

Информационные компьютерные технологии в обучении представляют собой совокупность приемов и методов получения, обработки, представления учебной информации, направленную на изменение свойств, форм и содержания процесса обучения (Б.Я. Советов, В.В. Цехановский). В современной педагогической теории и практике разрабатываются методики применения ИКТ (применение сети INTERNET, презентации, игры, обучающие программы, дистанционное обучение и т.д.) при изучении нового материала, интерактивном консультировании, виртуальном общении, в проведении учебных конференций. Варьирование обучающих компьютерных программ позволяет организовывать индивидуальную работу, учитывать возрастные особенности и способности обучаемых, стимулировать их активность, обеспечивать адаптивность обучения, а также системность, целостность и структурно-функциональную связанность учебного 'материала в различных формах учеб-

ных занятий. Применение ИКТ на всех видах занятий (включая лабораторные работы), позволяет значительно повысить эффективность обучения в высших учебных заведениях.

Компьютерные лабораторные работы были нами ранжированы в соответствии с характером самостоятельной работы курсантов по применению компьютерных моделей на наглядно-иллюстративные, информационно-деятельностные, учебно-профессиональные и эвристические. Компьютеры в ходе лабораторных работ использовались в качестве источника информации, средств ее поиска, имитационного моделирования реальных физических процессов, обучения и контроля. Разработка компьютерных лабораторных работ по физике, выполненных в виде виртуального практикума, осуществлялась на основе системного анализа.

Во второй главе «Методика формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза в условиях межпредметных связей физики и информатики» рассмотрены возможности компьютерного моделирования в курсе физики как средства организации учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности курсантов военных вузов, разработана методика формирования у них экспериментальных умений как компонента информационной компетенции.

Персональный компьютер (ПК) при наличии соответствующего программного обеспечения может быть использован в качестве эффективного инструмента проведения виртуального эксперимента на основе моделирования реальных физических процессов. С гносеологической точки зрения моделью является «представитель», «заместитель» оригинала в познании и практике. Моделирование позволяет облегчить или уточнить процесс исследования или изучения объекта, сделать более эффективным восприятие учебной информации. В нашем исследовании мы выделяем один из видов моделирования - компьютерное имитационное моделирование, осуществляемое преподавателями посредством специальных программ или использования готовых программных продуктов, реализуемых на компьютере, позволяющих воспроизводить (имитировать) реальные физические процессы.

Компьютерным имитационным моделированием, применяемым в качестве средства реализации межпредметных связей между физикой и информатикой, формирования экспериментальных умений курсантов мы называем воспроизведение реальных физических объектов, процессов, явлений посредством ИКТ и специальных программных моделей.

Компьютерный эксперимент характеризуется доступностью изучения практически любых явлений, адекватностью интерпретации результатов и позволяет эффективно организовать учебно-исследовательскую работу курсантов или студентов на всех ее этапах.

Для эффективного использования ИКТ в рамках учебного процесса необходимо исходить из того, что экспериментальная работа на основе компьютерного моделирования является видом учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности обучаемых и поэтому должна быть органи-

зована с целью овладения научными знаниями, умениями, навыками, формами поведения и видами деятельности, в том числе профессиональной.

В ходе исследования информационной компетенции и готовности к деятельности по поиску информации эмпирическими и ИКТ-методами определены содержательные, процессуальные и мотивационные структурные составляющие процесса формирования экспериментальных умений. Эти составляющие отражены в структуре методики формирования экспериментальных умений у курсантов в курсе физики военного вуза, представленной в трех ее блоках: диагностико-коррекционного, мотивационного, формирующего.

Основной организационной формой процесса формирования экспериментальных умений у курсантов является лабораторный практикум по курсу физики военного вуза; основными методами - учебный эксперимент, наблюдение; средствами - лабораторные установки для проведения натурных экспериментов и их компьютерные модели. Лабораторные работы с применением ПК предполагают информационный поиск и использование имитационных моделей в ходе учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности курсантов военного вуза.

Компьютерное имитационное моделирование осуществляется посредством специальных программ, применения информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), реализуемых на компьютере и позволяющих воспроизводить (имитировать) реальные физические процессы, явления, а также свойства реальных физических объектов (в том числе и военного назначения), существенные для решения профессиональной задачи.

Виртуальные лабораторные работы создаются преподавателем-разработчиком в среде разработки Adobe Flash CS4 Professional. При этом используются графические элементы, которые можно создать в этой среде разработки вместе с алгоритмами, написанными на языке Action Script v3,0. Работы выполняются в виде презентации, каждый кадр которой несет интерактивную информацию, то есть содержание слайда изменяется в зависимости от запроса курсанта, что позволяет индивидуализировать процесс обучения, повысить активность обучаемого и уровень понимания им учебной информации.

Каждая лабораторная работа, как правило, состоит из пяти частей: теоретическое введение, методика выполнения экспериментальной работы и порядок её выполнения, контрольные вопросы (тестирование) для самоподготовки к проведению эксперимента и задание по его проведению. В теоретическом введении дается минимум сведений по теории, необходимых для понимания физической сути работы. В методике выполнения работы объясняется идея данной лабораторной работы. Порядок выполнения работы включает описание последовательности действий при практическом выполнении работы. Отвечая на контрольные вопросы, курсанты повторяют теоретические разделы курса физики и готовятся к практическому выполнению лабораторной работы. В компьютерном эксперименте курсантам предлагается выполнить лабораторную работу, смоделированную по аналогии с реальной.

Каждая лабораторная работа может быть выполнена в четырех вариантах, в соответствии с фактическим уровнем сформированное»! экспериментальных умений у курсантов: наглядно-иллюстративном, ииформационно-деятелыюстпом, учебно-профессиональном, эвристическом. Для диагностики уровня сформированное™ экспериментальных умений у курсантов используются тестовые задания, результаты наблюдений.

Для повышения эффективности деятельности курсантов на лабораторных работах целесообразно использовать алгоритмические предписания по выполнению основных этапов эксперимента, в которых выделены основные действия и операции, не зависящие от частных особенностей материала, выполняемых в определенной логической последовательности. В нашей работе на этой основе пункты алгоритмического предписания формулировались совместно с курсантами, что позволяло им четко и осознанно обосновывать необходимость выполнения каждой операции.

Этапы формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза представлены в таблице 1.

Таблица 1

Этапы формирования экспериментальных умений

Этапы формирования экспериментальных умений курсантов Изменения в уровне сформированное™ экспериментальных умений курсантов

1-й этап: ознакомление с материалом занятия происходит через чтение краткой теории, изучение предложенных схем, рисунков и анимаций. Раскрывая курсантам непонятные для них вопросы по теоретической и практической частям лабораторной работы, преподаватель помогает лучше усвоить учебный материал. Используя лабораторную установку, он показывает, как с ней работать, что необходимо сделать в текущей работе и как правильно провести эксперимент. После выполнения лабораторной работы курсанты формулируют вывод Курсанты могут использовать ПК для просмотра анимаций, презентации эксперимента, однако сам эксперимент далее выполняется посредством приборов, «вручную»; курсантами освоены физические понятия, устройство и принципы действия лабораторного оборудования. 1-ый уровень: наглядно-иллюстративный

2-й этап: самостоятельная работа осуществляется под руководством преподавателя. . «Экспериментальная игра» способствуют усвоению учебного материала. Более глубокое усвоение материала происходит и через взаимодействие с компьютерной имитационной моделью. В ней курсанты могут изменять параметры- (например, эталонное Курсанты способны осуществлять компьютерный эксперимент по типу игры, при этом, осваивая учебный материал по физике на уровне его применения (изменяя физические параметры в ходе компьютерного эксперимента), умеют рассчитать значение физических параметров и сравнить результаты «виртуального» подсчета и

Продолжение таблицы 1

сопротивление, позицию реохорда) и увидеть произошедшие изменения в результатах эксперимента, сделать вывод о зависимости отношения длин плеч реохорда от отношения известного и неизвестного сопротивлений (например, при условии отсутствия электрического тока в гальванометре), «пересчитать» и сравнить результаты «виртуального» подсчета и результаты, полученные на реальной установке результаты, полученные на реальной установке 2-ой уровень: информационно-деяте-льностный

3-й этап: курсанты могут самостоятельно планировать ход компьютерного имитационного эксперимента, например, на основе понимания того, как работает установка, подставлять различные эталонные сопротивления и, изменяя позицию «ползунка» на реохорде, находить для них условие равновесия мостовой электрической схемы, далее, используя рабочую формулу, находить неизвестное сопротивление. Курсанты способны использовать готовую программу-эксперимент (вычислительный эксперимент) и частично ее изменять, приспосабливать. Данный уровень характеризуется способностью применять готовую программу-эксперимент (включая _вычисли-тельный эксперимент) и частично ее изменять. 3-ий уровень: учебно-профессиональный

4-й этап: курсанты моделируют эксперимент для компьютера посредством подбора программных средств: самостоятельно выбирают из предложенных приборов необходимые для успешного проведения эксперимента, например, по определению неизвестного сопротивления. Недостающий материал ищется в учебниках и во всемирной компьютерной сети (при наличии доступа к ней). Преподаватель контролирует действия курсантов и руководит их работой Курсанты способны подготовить план эксперимента в виде программы, частично смоделировать его для компьютера, осуществить перенос компьютерного эксперимента в реальные условия, применить эмпирический и ИКТ-поиск для решения практических (учебно-профессиональных) задач 4-ый уровень: эвристический

Пример анимации приведен на рисунке 1.

Разработанная методика формирования экспериментальных умений у курсантов в курсе физики военного вуза позволяет реализовать деятельност-ный и компетентностный подходы к профессиональной подготовке будущих военных специалистов.

В третьей главе «Экспериментальная проверка эффективности системы компьютерных лабораторных работ по курсу общей физики военного вуза» приведены результаты опытно-экспериментальной работы по проверке эффективности разработанной методики.

Основной г/ель/о педагогического эксперимента была проверка гипотезы исследования об эффективности методики формирования экспериментальных умений курсантов на лабораторных занятиях по курсу общей физики военного вуза как компонента их информационной компетенции.

В соответствии с целью эксперимента были определены показатели и критерии эффективности разработанной методики - оценивалось влияние новой методики проведения лабораторных занятий по физике на учебную мотивацию, усвоение учебного материала, развитие мышления, формирование экспериментальных умений как компонента информационной компетенции.

дукции постоянного магнита»

Эксперимент проводился на базе Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (ЧВВЛКИУ). В ходе внедрения разработанной методики в другие вузы она была адаптирована (лат. adaptare -приспособлять) или приспособлена к условиям данного вуза - было изменено содержание диагностико-коррекционного и формирующего блоков, так как все основные учебные вопросы присутствуют в образовательных стандартах вузов, но различается время, отводимое на их усвоение. Это обусловливает необходимость изменения теоретической части лабораторной работы в сторону ее упрощения (усложнения), а в контролирующей части - уменьшение (увеличение) сложности вопросов тестирования и изменения критериев оценки подготовки по дисциплине.

Для проведения лабораторных занятий с использованием ИКТ учитывались характеристики оборудования, на котором осуществлялось обучение. Учитывались различия в архитектуре этих операционных систем (ОС). Из-за ..несовместимости конечного продукта с ОС Mancjriva (ОС на базе Linux)

стоящей на ПК некоторых учебных заведений, было необходимо перевести практикум с ОС на базе MS Windows NT на ОС на базе Linux.

Измерения показателей осуществлялись посредством тестов, разработанных в педагогике и разработанных нами заданий.

В структуру комплексного метода проведения педагогического эксперимента были включены проверочные работы, а также другие методы эмпирического исследования:

1. Наблюдение. Объектом наблюдения в нашем случае стал процесс обучения физике, осуществляемый в соответствии с учебной программой, тематическим планом и частной методикой, разработанными на кафедре физики и химии в соответствии с ГОС ВПО по специальности 150200 - «Автомобили и автомобильное хозяйство» и квалификационными требованиями посредством стандартной программы и методики обучения, которая использовалась в ЧВВАКИУ.

2. Опросы, консультации и совещания. В ходе исследования, педагогического эксперимента учитывалось мнение, ценный многолетний опыт работы преподавателей кафедры физики и химии ЧВВАКИУ по поводу достоинств и недостатков применяемой методики проведения лабораторных работ. Их богатый опыт работы в данном вузе, а также желание повысить качество подготовки курсантов значительно помогли в выработке правильного направления разработки методики проведения виртуальных лабораторных работ на базе ИКТ.

3. Изучение технической литературы, оценка лабораторного оборудования. Следует констатировать, что материальное обеспечение физических учебных лабораторий остается неизменным, начиная с 50-х годов прошлого века. С помощью технического персонала кафедры была проведена работа по изучению имеющегося лабораторного оборудования и технической документации к приборам. На основе проведенной работы были определены лабораторные установки, которые не позволяют достаточно наглядно демонстрировать новый учебный материал курсантам ЧВВАКИУ, что было учтено нами при разработке компьютерных аналогов в курсе виртуальных лабораторных работ по физике.

4. Изучение учебной литераторы, методических пособий и документации. Для разработки теоретической части эксперимента и тестирования было необходимо ознакомиться с уже существующей учебной литературой существующей на кафедре. Особый интерес представляли программированные пособия по физике для проведения тестирований, их материал был взят в основу при разработке тестирования по проверке знаний до и после проведения эксперимента.

5. Математические методы обработки экспериментальных данных. При обработке экспериментальных данных использовались критерии статистической проверки гипотез Пирсона и Стькздента.

6. Применение репрезентативных групп (выборок) обучаемых. Репрезентативность групп (выборок) курсантов, студентов обеспечивалась путём расчета их необходимого объема и случайностью выбора.

Для измерения уровня профессиональной мотивации студентов были использованы тесты О.С. Гребенюка.

Констатирующий, формирующий и контрольный эксперименты были проведены в ЧВВАКИУ. На первом курсе был проведен констатирующий, а на втором курсе - формирующий и контрольный эксперименты. Все эксперименты были проведены в обычных условиях в рамках стандартных программ и отведенным на курс лабораторных работ по общей физике учебного времени. Эффективность разработанной методики проверялась в группах: А -экспериментальных, в которых применялись ИКТ при проведении лабораторных работ; В - контрольных, в проведении занятий которых использовалась традиционная методика.

При планировании проведения педагогического эксперимента и разработке его методики мы руководствовались методологическими, психолого-педагогическими и методическими разработками в области дидактических исследований академика A.B. Усовой.

При построении экспериментальной методики нами были использованы:

• возможности ПК для компьютерного имитирования, мультимедийного представления физических процессов, работы в компьютерной сети;

• мультимедийные, «игровые» обучающие программь!, контролирующие программы;

• пакеты прикладных программ для проведения расчетов.

Для выводов по проделанной экспериментальной работе были выдвинуты две гипотезы. В основной гипотезе считалось, что сравниваемые выборки взяты из генеральных совокупностей с одинаковым законом распределения, а различия в уровнях вызваны случайными величинами, что позволяло считать такие выборки принадлежащими одному уровню экспериментальных умений. Вторая, альтернативная гипотеза, допускала, что вызванные различия в уровнях сравниваемых выборок связаны с применяемыми методиками обучения.

Распределение курсантов по уровням экспериментальных умений показало, что в экспериментальных группах происходит более быстрый рост формирования экспериментальных умений. На диаграмме (рис.2) представлены результаты эксперимента.

Изменения в формировании экспериментальных умений, произошедшие в экспериментальных группах, мы связывали с применяемой новой экспериментальной методикой проведения лабораторных занятий по обшей физике с использованием ИКТ. Новая обстановка, отсутствие привычного оборудования, индивидуальный подход к каждому, менее напряженная атмосфера проведения занятия отразились на способности курсантов воспринимать и обрабатывать новый материал. Занятия в физических лабораториях стали более увлекательными и интересными.

12 3 4

Уровни сформировяиности-экспернментальных умений

и Контрольная группа до эксперимента ■ Контрольная группа после эксперимента □ Экспериментальная группа до эксперимента и Экспериментальная группа после эксперимента

Рис.2. Распределение курсантов по уровням сформированное™ экспериментальных умений в контрольных и экспериментальных группах до и после проведения эксперимента. По горизонтали - экспериментальные уровни: 1 -

наглядно-иллюстративный, 2 - информационно-деятельностный, 3 -учебно-профессиональный и 4 - эвристический. По вертикали - число студентов, достигших соответствующего уровня.

Для подтверждения гипотезы исследования были проведены расчеты статистики Т критерия %2 по данным педагогического эксперимента в экспериментальной и контрольной группах (табл.2). Сравнение вычисленных до и после эксперимента значений статистики Т критерия Пирсона показывает, что изменение экспериментальных умений под влиянием новой методики было статистически существенным в рамках проводимого эксперимента. Значение статистики Т=11,35, превышающее х2кРИТ=7,815 на уровне значимости а = 0,05, свидетельствует о наличии различий в результатах применения методик формирования экспериментальных умений в контрольных и экспериментальных группах.

Для повышения надежности выводов экспериментальные данные были обработаны с помощью (-критерия Стьюдента. При уровне значимости а = 0,05 и числе степеней свободы у = я„ + я, - 2 = 44 + 47 - 2 = 89 было определено, что /„,,,„ =1,98. Таким образом, >1кр„„ (5,37>1,98), поэтому гипотеза о равенстве средних арифметических была отклонена с вероятностью <7 = 1-0,05 = 0,95. Проверка статистических гипотез показала, что результаты

экспериментальных умений по предлагаемой методике выше, чем по традиционной.

Таблица 2

Распределение обучаемых по уровням сформированное™ экспериментальных умений в контрольных и экспериментальных группах после проведения

одного из этапов эксперимента и расчет функции %2.

Количество обучаемых Распределение по уровням Общее число обучаемых в группе

Уровни: t 2 3 4

Контрольная группа: 9 20 15 0

Экспериментальная группа: 0 14 19 14

х2 11,35

Таблица 3

Вычисление значений коэффициентов К„с„, К, и К по результатам _формирования экспериментальных умений._

Группы

контрольная экспериментальная

1 Уровни 1 2 3 4 1 2 3 4

Число операций, усвоенных одним курсантом на уровне 4 8 12 16 4 8 12 16

Всего операций, усвоенных курсантами на уровне 36 160 180 0 0 112 228 224

Коэффициенты контрольной Кк и экспериментальной А'з групп 2,14 3

Итоговый коэффициент К 1,4

Кроме экспериментальной оценки эффективности разработанной нами методики по критерию Пирсона у2 и t-критерия Стьюдента эффективность разработанной методики была оценена и по коэффициентам, предложенным академиком A.B. Усовой.

Сравнение результатов ее применения в экспериментальных группах с результатами, полученными в контрольных группах, подтверждает справедливость выдвинутой гипотезы исследования.

В заключении обобщены теоретические и экспериментальные результаты и изложены следующие выводы.

1. В соответствии с изменением критериев профессиональной подготовки экспериментальные умения курсантов военного вуза следует рассматривать как компонент их информационной компетенции.

2. Формирование экспериментальных умений в курсе физики военного вуза осуществляется на основе деятельностного и компетентностного подходов, методика их поэтапного формирования состоит из диагностико-коррекционного, мотивационного и формирующего блоков,

3. Средством формирования экспериментальных умений как компонента информационной компетентности курсантов военного вуза является компьютерное моделирование физических процессов, осуществляемое на основе межпредметных связей физики и информатики.

4. Совокупность эмпирических, теоретических и информационно-коммуникационных методов познания, используемых курсантами военного вуза при обучении физике позволяет им осуществлять эффективный поиск информации, необходимой для решения физических задач.

5. Поэтапное формирование экспериментальных умений происходит в ходе выполнения вариативных лабораторных работ, различающихся характером самостоятельной работы курсантов по применению компьютерных моделей. Разработанный практикум включает лабораторные работы по курсу физики военного вуза: изучение электростатических полей, измерение электрических сопротивлений при помощи моста Уитстона, определение электроемкости конденсатора, определение скорости звука в воздухе методом стоячей волны, определение магнитной индукции поля постоянного магнита, определение индуктивности первичной обмотки катушки зажигания, определение коэффициента поглощения веществом гамма-излучения.

6. На основе разработанной методики формирования экспериментальных умений курсантов военного вуза опубликованы методические указания, которые могут использоваться в других профессиональных образовательных учреждениях с учетом соответствующих образовательных стандартов и учебных программ.

7. В опытно-экспериментальной работе по проверке эффективности разработанной методики формирования экспериментальных умений курсантов военного вуза получены результаты, подтверждающие выдвинутую гипотезу исследования.

Проведенное нами исследование не исчерпывает содержание рассматриваемой проблемы. Интерес, с нашей точки зрения, представляет продолжение исследования при использовании информационно-коммуникационных технологий на лабораторных занятиях в естественнонаучных дисциплинах.

Основные положения и результаты диссертационного исследования отражены в следующих работах:

/. Публикации в изданиях, включенных в реестр ВАК РФ

1. Ларионов М.В. Информационно-коммуникационные технологии реализации межпредметных связей в системе «школа-вуз» // Наука и школа №4 2009. - М.: МПГУ. - С. 53 - 54 (ISSN 1819-463Х).

2. Ларионов М.В. Экспериментальные умения как аспект информационной компетенции будущего специалиста // Омский научный вестник. - 2008. -№ 4.-С. 169-171 (ISSN 1813-8225).

3. Ларионов М.В. Физический эксперимент в высшем профессиональном образовании // Вестник ЧГПУ. Сер. 2. - 2008. - №2. - С. 83 - 90.

II. Научные статьи и материалы конференций

4. Ларионов М.В. Экспериментальные умения по физике у студентов вуза в компетентностном подходе // Актуальные проблемы развития среднего и высшего образований: VI межвузовский сборник научных трудов /под ред. М.Д. Даммер, O.P. Шефер. - Челябинск: Изд-во ИИУМЦ «Образование», 2010.-С 178- 180.

5. Ларионов М.В. Значение наблюдений и эксперимента в курсах физики и информатики вуза для профессиональной подготовки будущих специалистов // Актуальные проблемы развития среднего и высшего образования: IV межвузовский сборник научных трудов /под ред. A.B. Усовой, O.P. Шефер. - Челябинск: Изд-во ИИУМЦ «Образование», 2009. - С 208 -211.

6. Ларионов М.В. ИКТ и эксперимент в физике: новые дидактические возможности в формировании понятий // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: материалы XVI Междунар. науч.-практ. конф., 12 - 13 мая, 2009 г. Челябинск: Изд-во ИИУМЦ «Образование», 2009. - Ч. I. - С. 265 - 267.

7. Ларионов М.В. Информационная культура преподавателя вуза как фактор формирования умений курсантов вузов пользоваться информацией при решении профессиональных задач // Педагогическая культура преподавателя вуза - сущность и содержание: Материалы межвузовской научно-методической конференции. - Челябинск: Челябинское высшее военное автомобильное училище (военный институт), 2008. - С. 95 - 98.

8. Ларионов М.В. Использование информационных технологий в процессе подготовки к лабораторным работам по физике как развитие информационной культуры будущих выпускников военных вузов // Методический сборник №1. - Челябинск: Челябинское высшее военное автомобильное училище (военный институт), 2008. - С. 51 - 52.

9. Ларионов М.В. Компьютерное имитационное моделирование как один из способов формирования понятий проведения занятий по физике // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: Материалы XV Международной научно-практической конференции. 12 - 13 мая, 2008, г. Челябинск. - Челябинск: Изд-во ИИУМЦ «Образование», 2008. - С. 255 - 258.

10. Ларионов М.В. Полиновский, В.Б. Внедрение новой формы проведения

- физического практикума в военном вузе // Проблемы качества образова-

ния в современном обществе: сборник статей IV Международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. - С.130 - 132. (50% авт.). П.Ларионов М.В. Преемственность формирования экспериментальных умений в процессе профессионализации будущего специалиста // Современные проблемы организации психологии: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - В 4-х ч. - 4.1, 2 - Екатеринбург: ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2007. - С.181 - 184.

Ill Методические рекомендации и пособия 12. Ларионов М.В. Практикум виртуальных лабораторных работ по курсу общей физики: учебное пособие. - Челябинск: ЧВВАКИУ, 2009. - 60 с.

«Виртуальная лаборатория» по курсу физики представлена в электронном виде.

Подписано в печатьР./03.2011 Формат 60 х 90/16. Объем 1,0 уч.-изд. л

Тираж 100 экз. Заказ № /9

Бумага офсетная Отпечатано на ризографе В типографии ГОУ ВПО ЧГПУ 454080, г.Челябинск, пр. Ленина, 69.

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Ларионов, Михаил Владимирович, 2011 год

Введение.Л 3 •

Глава 1. Экспериментальные умения курсантов военных вузов как компонент их профессиональной компетентности.

1.1. Экспериментальные умения курсантов военных вузов и компетентностный подход к обучению физике.

1.2. Роль и место физики и информатики в профессиональной подготовке курсантов военного вуза.

1.3. Информационно-коммуникационные образовательные технологии как средство подготовки по физике курсантов военных вузов.

ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ.

Глава 2. Методика формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза в условиях межпредметных связей физики и информатики.

2.1. Компьютерное моделирование в курсе физики как вид учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельности курсантов военных вузов.

2.2. Критерии сформированности экспериментальных умений курсантов военного вуза как компонента их информационной компетенции.

2.3. Методика формирования экспериментальных умений с применением ИКТ у курсантов военных вузов посредством компьютерного моделирования.

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ.

Глава 3. Экспериментальная проверка эффективности системы компьютерных лабораторных работ по курсу общей физики военного вуза.

3.1. Цели, задачи и организация педагогического эксперимента.

3.2. Описание хода педагогического эксперимента, получения экспериментальных данных.

3.3. Обработка экспериментальных данных, выводы.

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Формирование экспериментальных умений при обучении физике на основе компьютерного моделирования у курсантов военного вуза"

Современный научно-технический прогресс характеризуется созданием новых персональных компьютеров (ПК) все более высокой мощности по объему и скорости обработки информации, простоте управления. Создаваемые в настоящее время ПК и их программное обеспечение являются мощным средством повышения эффективности учебного процесса, обусловливающим новые возможности их использования в вузах при обучении физике в процессе формирования научных понятий и умений применять их в решенйи практических задач, а также экспериментальных умений как компонента информационной компетенции.

Однако огромный потенциал информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) для эффективного решения насущных дидактических и методических задач используется далеко не в полной мере — в теории и практике методики обучения физике в военных вузах в настоящее время всё более отчётливо проявляются противоречия между: возможностью получения информации для решения практических задач как эмпирически, так и посредством ИКТ и недостаточной сформиро-ванностью экспериментальных умений как компонента информационной компетенции у курсантов военных вузов;

• необходимостью формирования экспериментальных умений как компонента информагщонной компетенции курсантов и отсутствием научно обоснованных методик применения ПК при изучении курса физики в военном вузе, отвечающих требованиям новых стандартов;

• возможностями ИКТ-технологий для их использования в учебном процессе и отсутствием систематизации соответствующих методологических подходов к формированию экспериментальных умений или умений эмпирического поиска информации в военном вузе.

Следует также указать противоречия, касающиеся организации учебного процесса по физике: между оснащением образовательных учреждений совершенствующимися по своим возможностям ПК, компьютерными классами — с одной стороны и сдерживанием их наиболее эффективного применения из-за недостаточной разработанности соответствующего методического сопровождения в учебном процессе — с другой;

В направлении разрешения указанных противоречий в дидактике и методике обучения физике исследователями уже получены определенные результаты.

Академиком A.B. Усовой, С.Е. Каменецким, Н.С. Пурышевой, A.A. Бобровым, С.А. Суровикиной и другими учеными разработана методика формирования экспериментальных умений у учащихся школ, студентов педагогических вузов. В работах С.Е. Каменецкого представлено решение проблем применения компьютерного моделирования в обучении физике. Однако в данных исследованиях не разработана методика формирования экспериментальных умений в курсе физики у курсантов военных вузов, отвечающая требованиям новых стандартов профессионального образования. Создание такой методики связано с дальнейшей целенаправленной компьютеризацией физического образования.

При разработке методики формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза нами было изучено решение проблем информатизации образования, представленное в трудах Е.П. Велихова, A.M. Довгяло,

А.П. Ершова, B.A. Извозчикова, М.П. Лапчика, Д.Ш. Матроса, А.Н. Матюш-кина, В.М. Монахова, В.Г. Разумовского, А.Д. Ревунова и других ученых.

Возможности применения ЭВМ в процессе обучения изложены в работах В.П. Беспалько, В.Г. Болтянского, A.A. Кузнецова, В.В. Логвинова, A.B. Смирнова, Е.К.Хеннер и других авторов.

В ходе поиска теоретических предпосылок для разработки методики формирования экспериментальных умений курсантов были рассмотрены аспекты применения электронно-вычислительной техники (ЭВТ) в школьном курсе физики в работах Л.И. Анциферова, В.А. Извозчикова, В.В. Лаптева, A.M. Слуцкого, В.И. Тесленко, М.И. Старовикова, O.A. Яворука. В нашей работе мы также опирались на исследования возможности применения ЭВТ в курсе физики У.Б. Еслямовой, В.М. Оксмана, Г.Т. Горбунова, Б.М. Игошева, A.B. Карпенко, C.B. Степанова, М.Л. Фокиной, И.И. Хаимзонова, М.Б. Ша-бады и других.

Решение проблем использования ЭВТ для подготовки учителей физики в педагогических вузах рассмотрены в диссертационных исследованиях Г.Н. Ионова и Л.А. Мальцева, для подготовки будущих инженеров в курсе физики втуза - Н.И. Темиркуловой.

Вопросам применения ПК в учебном процессе по физике было посвящено большое количество публикаций, конференций, семинаров и совещаний.

Однако, несмотря на многообразие исследований по проблеме интенсификации учебного процесса по физике на основе применения ПК, не определен в полной мере статус компьютерного эксперимента, не разработана методика целенаправленного применения ПК последнего поколения на лабораторных занятиях в курсе общей физики в вузе. Таким образом, пока остается нерешенной актуальная проблема формирования экспериментальных умений в вузе на основе компьютерного моделирования в курсе физики, дальнейшее решение которой возможно на основе работ А.В.Усовой, А.А.Боброва, Ю.И. Дика, О.Ф. Кабардина, A.A. Марголиса, Е.С. Объедкова, Е.В. Оспенниковой, Н.Е. Парфентьева, A.A. Покровского, В.Я. Синенко, С.А. Суровикиной, Т.Н. Шамало и других.

Цель исследования: разработать, теоретически обосновать и проверить в педагогической практике методику формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза-как компонента их информационной компетенции.

Объект исследования — процесс обучения физике курсантов военного вуза. v

Предмет исследования — процесс формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза на лабораторных занятиях по физике с применением компьютерного моделирования.

В своем исследовании мы исходили из гипотезы: процесс формирования экспериментальных умений как компонента информационной компетенции курсантов военного вуза будет эффективным, если:

2) методику экспериментальной работы курсантов построить на основе межпредметных связей физики с информатикой в виде диагностико-корректирующего, мотивацгюнного, формирующего блоков, соответственно включающих: а) методы и средства мониторинга уровня экспериментальных умений курсантов, позволяющие корректировать индивидуальный выбор типа лабораторной работы (диагностико-корректирующий блок); б) межпредметные лабораторные работы по физике и информатике с элементами профессиональной направленности и рефлексивно-оценочным отбором содержания учебной экспериментальной деятельности курсантов (мотивационный блок); в) сочетание натурного эксперимента и компьютерных моделей физических явлений, аудиторной и самостоятельной работы по поиску учебной информации лабораторными и ИКТ-средствами (формирующий блок).

Исходя из цели исследования и выдвинутой гипотезы сформулированы следующие задачи исследования:

2. Определить методологические подходы к использованию ПК на лабораторных занятиях в курсе физики военных вузов, уточнить дидактический статус компьютерного эксперимента.

3. Разработать на основе деятельностного и компетентностного подходов, межпредметных связей физики с информатикой методику применения компьютерного моделирования физических процессов для формирования экспериментальных умений курсантов, рекомендации преподавателям по её применению в ходе лабораторных работ по физике.

4. Проверить эффективность разработанной методики посредством педагогического эксперимента.

Методологической основой исследования является теория познания и диалектический метод; психологическая концепция деятельностного и ком-петентностного подходов к обучению; теория поэтапного формирования умственных действий, психология индивидуальных различий, теория формирования обобщенных умений и навыков, компетентностный подход.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: теоретические: анализ психолого-педагогической, научно-методической литературы по проблеме исследования, изучение государственных образовательных стандартов, учебных программ;

Задачи исследования и методология их решения предопределили его этапы.

На втором этапе (2008 - 2009 гг.) уточнено определение компьютерного имитационного моделирования, определены дидактический статус компьютерного эксперимента в курсе физики вуза, уровни и этапы формирования экспериментальных умений на основе компьютерного моделирования. Разработана экспериментальная методика применения компьютерного имитационного моделирования в учебном физическом эксперименте, определены критерии ее эффективности; проведен формирующий эксперимент, обработаны полученные данные.

На третьем этапе (2009 — 2011 гг.) проведен контрольный эксперимент, проанализированы экспериментальные данные, сформулированы выводы и заключение по проведенному исследованию; разработаны методические рекомендации; осуществлено внедрение методики формирования экспериментальных умений у будущих специалистов в курсе физики вуза на основе компьютерного моделирования; оформлена диссертация.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. Разработана методика формирования экспериментальных умений как компонента информационной компетенции курсантов военного вуза в процессе подготовки и выполнения лабораторных работ по физике на основе компьютерного моделирования физических процессов и межпредметных связей физики с информатикой, включающая диагностико-корректирующий, мотивационный и формирующий блоки.

2. Определены уровни сформированности экспериментальных умений как компонента информационной компетенции у курсантов военного вуза; и критерии их оценивания.

3. Разработан «виртуальный» физический практикум, представляющий собой инвариантную электронную версию лабораторных работ по общему курсу физики военного вуза с применением компьютерного имитационного моделирования на основе межпредметных связей физики с информатикой, который может быть адаптирован к условиям других учебных заведений.

• Теоретическая значимость исследования состоит в том, что полученные результаты расширяют теорию формирования экспериментальных умений при обучении физике в военном вузе, в частности:

2. Уточнен дидактический статус компьютерного имитационного моделирования в лабораторных работах по общей физике как средства реализации межпредметных связей физики с информатикой, формирования экспериментальных умений обучаемых как компонента информационной компетенции.

3. Разработаны виды лабораторных работ по физике (наглядно-иллюстративные, информационно-деятелъностные, учебно-профессиональные, эвристические), различающиеся характером самостоятельной работы курсантов по применению компьютерных моделей и позволяющие поэтапно формировать у них экспериментальные умения.

Практическая значимость исследования состоит:

1.В разработке вариативных обучающих компьютерных программ для ПК в форме лабораторных работ (физического практикума), адаптируемых под уровень индивидуальной подготовки курсантов по темам: изучение электростатических полей, измерение электрических сопротивлений при помощи моста Уитстона, определение электроемкости конденсатора, определение скорости звука в воздухе методом стоячей волны, определение магнитной индукции поля постоянного магнита, определение индуктивности первичной обмотки катушки зажигания, определение коэффициента поглощения веществом гамма-излучения.

2. В разработке электронных дидактических, учебно-методических и диагностирующих материалов, которые могут быть применены в различных учебных заведениях при условии соответствующей адаптации методического и программного обеспечения.

На защиту выносятся:

1. Положение о том, что экспериментальные умения следует считать одним из важных компонентов информационной компетенции курсантов военного вуза, определяющих готовность обучаемых к поиску информации эмпирическими методами.

2. Методика формирования экспериментальных умений у курсантов в курсе физики военного вуза как компонента их информационной компетенции, разработанная на основе компьютерных моделей физических явлений, межпредметных связей физики с информатикой, включающая диагностико-корректирующий, мотиеационный и формирующий блоки.

3. «Виртуальный» физический практикум (лаборатория), позволяющий осуществлять формирование экспериментальных умений у курсантов военного вуза, состоящий из наглядно-иллюстративных, информационнодеятельностных, учебно-профессиональных и эвристических лабораторных работ по физике.

•Апробация и внедрение результатов исследования осуществлены:

• в ходе участия автора исследования в работе семинаров, конференций (XXXI Международная зимняя школа физиков-теоретиков, Екатеринбург-Челябинск, 2006; Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы организации психологии», Екатеринбург, 2007; Межвузовская научно-методическая конференция «Педагогическая культура преподавателя вуза - сущность и содержание», Челябинск, 2008; XV Международная научно-практическая конференция «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов», Челябинск, 2008; XVII Международная научно-практическая конференция «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов», Челябинск, 2010);

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ

Результаты опытно-экспериментальной работы по проверке эффективности разработанной методики формирования экспериментальных умений у курсантов военного вуза при обучении физике на основе компьютерного моделирования подтвердили выдвинутую гипотезу. Эффективность разработанной методики оценивалась путем сравнения результатов ее применения в экспериментальных группах курсантов с результатами, полученными в контрольных группах.

Статистически значимое различие эффективности «традиционной» и разработанной нами методики было определено посредством критериев Пирсона (%2-«хи-квадрат») и Стьюдента на формирующем и контрольном этапах эксперимента.

Вычисленное по результатам педагогического эксперимента значение статистики Т критерия Пирсона оказалось равным Т=11,35, что больше, чем Х,2крнт=7,815. Это позволило принять гипотезу о том, что различия в уровнях сформированности экспериментальных умений в экспериментальной и контрольной группах существенно отличаются и вызваны разной эффективног стью применяемых методик обучения. Поэтому можно утверждать, что с уровнем значимости а = 0,05 по критерию Пирсона предлагаемая методика позволяет более эффективно повысить уровень сформированности экспериментальных умений у курсантов. Большинство обучаемых экспериментальной группы демонстрируют более высокий уровень сформированности мотивации, чем обучаемые по традиционной методике. Проверка достоверности полученных выводов была также осуществлена посредством критерия Стьюдента и по критериям, предложенным А.В.Усовой, в соответствии с которыми был вычислен коэффициент эффективности разработанной нами методики формирования экспериментальных умений у курсантов К = 1,4 > 1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ существующих противоречий и состояния разработанности методики формирования экспериментальных умений у курсантов военных вузов в соответствии с новыми образовательными стандартами позволил сформулировать проблему исследования. В ходе решения этой проблемы получены результаты и сделаны выводы, свидетельствующие о научной новизне, теоретической и практической значимости проведенной нами работы.

3. Средством формирования экспериментальных умений как компонента информационной компетенции курсантов военного вуза является компьютерное моделирование физических процессов, осуществляемое на основе межпредметных связей физики с информатикой.

4. Совокупность эмпирических, теоретических и информационно-коммуникационных методов познания, используемых курсантами военного вуза при обучении физике, позволяет им осуществлять эффективный поиск информации, необходимой для решения физических и прикладных задач.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Ларионов, Михаил Владимирович, Челябинск

1. Аверьянов, A.B. Системное познание мира: Методол. проблемы Текст./А.В. Аверьянов. -М.: Политиздат, 1985. — 263 с.

2. Адишев, И.Г. Формирование практических умений приближенных вычислений в условиях взаимосвязи математики и физики Текст.: дис. канд. пед. наук/ И.Г. Адишев. — М.:, 1979. — 204 с.

3. Алексеев Е.Г. Электронный учебник по информатике // http://stf.mrsu.m/economic/lib/informatics/text/toc.html.

4. Анастази, А. Психологическое тестирование: Книга 1; Пер. с англ. Текст./ А. Анастази /Под ред. K.M. Гуревича, В.И. Лубовского; предисл. K.M. Гуревича, В.И. Лубовского. — М.: Педагогика, 1982. — 320 с.

5. Архангельский, С.И. О некоторых закономерных положениях теории обучения в высшей школе Текст./ С.И. Архангельский //Соврем.высш.шк. 1977. - №4.

6. Бабанский, Ю.К. Избранные педагогические труды Текст./ Ю.К. Бабанский /Сост. М.Ю. Бабанский. М.: Педагогика, 1989. - 560 с.

7. Берулава, М.Н. Интеграция содержания общего и профессионального образования в профтехучилищах. Теоретико-методологический аспект Текст./ М.Н. Берулава. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1988. - 222 с.

8. Беспалько, В.П. О критериях качества подготовки специалиста Текст./ В.П. Беспалько // Вестн.высш.шк. 1988. - №1.

9. Беспалько, В.П. Основы теории педагогических систем Текст./ В.П. Беспалько. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1977. - 304с.

10. Беспалько, В.П. Слагаемые педагогической технологии. Текст./

11. B.П. Беспалько. М.: Педагогика, 1989. - 192 с.

12. Блауберг, И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Системный подход в современной науке Текст./ И.В. Блауберг, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин. В кн.: проблемы методологии системного исследования. — М.: Знание, 1970. - 445 с.

13. Бодалев, A.A. Психология о личности Текст./ А.А.Бодалев. М.: Изд-во МГУ, 1988.-187 с.

14. Болонский процесс и его значение для России Текст./ Ред.-сост. •

15. C. Медведев и К. Пурсиайнен. М.: РЕЦЭП, 2005.

16. Большая советская энциклопедия Текст./ изд. 2, т.48. М.: Издательство БСЭ, 1957.-672 с.

17. Ботякова, JI.B., Чистякова, С.Н. Краткий словарь понятий и терминов по профориентации Текст./ JI.B. Ботякова, С.Н. Чистякова. Н.: АПН СССР, 1991.-35с.

18. Брушлинский, A.B. Субъект; мышление; учение; воображение: Избр. психол. тр. Текст./ A.B. Брушлинский. М., 1996.

19. Вивюрский, В.Я. О дифференцированном подходе к формированию' экспериментальных умений Текст./ В.Я. Вивюрский //Химия в школе. -1984. №2. - С.52.

20. Волькенштейн, B.C. Сборник задач по общему курсу физики: Учебное пособие Текст./ B.C. Волькенштейн. М.: Наука, 1985. - 384 с.

21. Габдреев, Р.В. Моделирование в познавательной деятельности студентов Текст.: дис. . канд.пед.наук. Казань, 1983. — 213 с.

22. Гаврилин, А.Н. Аппликационный метод обучения курсантов на основе преемственных связей физики и военно-профессиональных дисциплин Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук / А.Н.Гаврилин. Челябинск., 2008.-27 с.

23. Гершунский, Б.С. Методологические проблемы прогнозирования развития педагогической науки и практики; Межвузовский сборник научных трудов Текст./ Б.С.Гершунский. — Челябинск: Изд-во ЧГПИ, 1988.

24. Гетманская A.A. Модульный подход в формировании ключевых компетенций у учащихся // Интернет-журнал «Эйдос». 2005. — 10 сентября. http://www.eidos.ru/journal/2005/0910-24.htm. - В надзаг: Центр дистанционного образования «Эйдос», e-mail: list@eidos.ru.

25. Глушков, В.М., Довгялло, A.M., Стогний, A.A. и др. Человек и вычислительная техника / Под общ. ред. В.М. Глушкова Текст./ В.М.Глушков, A.M.Довгялло, А.А.Стогний. — Киев: Наук, думка, 1971. — 294 с.

26. Годин, В.В., Корнеев, И.К. Управление информационными ресурсами: 17-модульная программа для менеджеров «Управление развитием организации». Модуль 17 Текст./ В.В.Годин, И.К.Корнеев. М.: «ИНФРА-М», 1999.

27. Горобенко, E.H. Становление прогностических умений в старшем школьном возрасте http://borytko.nm.ru/papers/subject5l/gorobenko.htm.

28. Готтсданкер, Р. Основы психологического эксперимента: Учеб. пособие. Пер.с англ. Текст./ Р.Готтсданкер М.: Изд-во МГУ, 1982. - 464 с.

29. Грабарь, М.И., Краснянская К.А. Некоторые положения выборочного метода в связи с организацией научных знаний. Метод, рекомендации Текст./ М.И.Грабарь, К.А.Краснянская. М.: Педагогика, 1973. - 46 с.

30. Грабарь, М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях: Непараметрические методы Текст./ М.И.Грабарь, К.А.Краснянская. М.: Педагогика, 1977. - 136 с.

31. Гребенюк, О.С. Проблемы формирования мотивации учения и труда у учащихся средних профтехучилищ: Дидактический аспект / Под. ред. М.И. Махмутова Текст./ О.С.Гребенюк. М.: Педагогика, 1985. - 152 с.

32. Гречихин, В.Г. Лекции по методике и технике социологических исследований: Учеб. Пособие Текст./ В.Г.Гречихин. М.: Изд-во МГУ, 1988. -232 с.

33. Громцева, А.К. Формирование у школьников готовности к самообразованию: Учеб. Пособие по спец курсу для студентов пед. институтов Текст./ А.К.Громцева. — М.; Просвещение, 1983.

34. Грызлов, C.B., Каменецкий, С.Е. Перспективные направления использования компьютерной техники в учебном процессе вуза и школы Текст. / С.В.Грызлов, С.Е. Каменецкий // Наука и школа. — 1997. №2.

35. Грызлова, И.Н., Трушина, H.H. Психологическая готовность учащихся к профессиональному выбору и труду Текст. / И.Н.Грызлова, Н.Н.Трушина // Школа и производство. — 1988. №12.

36. Давыдов, В.В. Проблемы развивающего обучения: Опыт теоретического и экспериментального психологического исследования Текст. / В.В. Давыдов. М.: Педагогика, 1986. — 240 с.

37. Демин, В.А., Демина JI.M. Новые информационные технологии как активные формы обучения в высшем образовании// МГИУ. www.conf.muh.ru/0103 05/doc/demin.doc

38. Диалектика познания сложных систем Текст. / Под ред. B.C. Тюхтина. М.: Мысль, 1988. - 316 с.

39. Долженко, О.В., Шатуновский B.JL Современные методы и технология обучения в техническом вузе: Метод, пособие Текст. / О.В.Долженко, В.JI.Шатуновский. -М.: Высш.шк., 1990. 191 с.

40. Доманский, Е.В. Рефлексия как элемент ключевой образовательной компетенции // Интернет-журнал «Эйдос». 2003. — 24 апреля. http://www.eidos.ru/journal/2003/0424.htm. - В надзаг: Центр дистанционного образования «Эйдос», e-mail: list@eidos.ru.

41. Дружинин, В.Н. Экспериментальная психология Текст./ В.Н.Дружинин. СПб.: Питер, 2002.

42. Елагина, B.C. Теоретико-методические основы подготовки учителей естественнонаучных дисциплин к деятельности по реализации межпредметных связей в школе Текст.: автореф. дис. . докт. пед. наук./. В.С.Елагина. Челябинск, 2003. — 50 с.

43. Ерастов, Л.Г. Методика самостоятельной работы. Учеб. — метод, посо-биеТекст. / Л.Г.Ерастов. М.: Мысль, 1985. - 79 с.

44. Ермолаев, О.Ю. Математическая статистика для психологов: Учебник Текст. / О.Ю. Ермолаев. — М.: Московский психолого-социальный институт: Флинта, 2002. 336 с.

45. Еслямова, У.Б. Комплексное использование средств новых информационных технологий и традиционных технических средств обучения в процессе обучения физике Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук / У.Б.Еслямова Челябинск., 2005- 27 с.

46. Загвязинский, В.И. Методология и методика дидактического исследования Текст. / В.И.Загвязинский. -М.: Педагогика, 1982. 160 с.

47. Зверев, И.Д., Максимова В.Н. Межпредметные связи в современной школе Текст. / И.Д.Зверев, В.Н.Максимова. — М.: Педагогика, 1981. -160с.

48. Звонарев, С.Г. Проектирование компьютерных технологий профессионального обучения: Монография Текст. / С.Г.Звонарев. — Челябинск: ЧГАУ, 2007. 103 с. ISBN 978-5-88156-410-0

49. Зеер, Э.Ф., Сыманюк, Э.Э. Компетентностный подход к модернизации. профессионального образования Текст. / Э.Ф.Зеер, Э.Э.Сыманюк // Высшее образование в России.-2005. -№4. С.23-29.

50. Земцова, Е.М. Адаптация курсантов к обучению в военном вузе средствами пропедевтического курса физики Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук / Земцова Е.М. Челябинск., 2004.— 23 с.

51. Зимняя, И.А. Ключевые компетенции — новая парадигма результата образования Текст. / И.А. Зимняя //Высшее образование сегодня.-2003.~ №5. С.34-42.

52. Зимняя, И.А. Общая культура и социально-профессиональная компе-. тентность человека // Интернет-журнал "Эйдос". 2006. - 4 мая. http://www.eidos.ru/journal/2006/0504.htm. - В надзаг: Центр дистанционного образования "Эйдос", e-mail: list@eidos.ru.

53. Ипполитова, Н.В. Патриотическое воспитание в современных условиях: особенности, подходы, подготовка будущих учителей: Монография Текст. / Н.В .Ипполитова. Челябинск: Изд-во ЧГПУ «Факел», 1997. -217 с. ISBN 5-85716-119-3

54. Иродов, И.Е. Задачи по общей физике Текст. / И.Е.Иродов. — М.: Наука, 1979.-367 с. ' •

55. Иродов, И.Е., Савельев, И.В., Залина, О.И. Сборник задач по общей физике Текст./ И.Е.Иродов, И.В.Савельев, О.И.Залина./ Под ред. И.В. Савельева. -М.: Наука, 1975. 320 с.

56. Как провести социологическое исследование: В помощь идео-лог.активу Текст. / Под ред. М.К. Горшкова и Ф.Э. Шереги. — М.: Политиздат, 1985.-223 с.

57. Кларин, M.B. Инновации в мировой педагогике: обучение на основе исследования (Развивающее обучение) Текст. / М. В. Кларин. — Рига : Эксперимент, 1995. 176 с.

58. Клещева, H.A. Индивидуализация обучения на основе ЭВМ в системе практических занятий по физике в техническом вузе Текст.: дис. . канд. пед. наук / H.A. Клещева. — Владивосток, 1990. — 178 с.

59. Климова, Т.Е. Подготовка будущего учителя к профессионально-. творческой самообразовательной деятельности Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук / Климова Т.Е. Челябинск., 1995 — 27 с.

60. Козельский, Ю. Психологическая теория решений Текст./ Ю.Козельский / Пер. с польск. Г.Е. Минца, В.Н. Поруса; Под ред. Б.В. Бирюкова; Послеслов. Б.В. Бирюкова, O.K. Тихомирова. — М.: Прогресс, 1979.-504 с.

61. Кон, И.С. Психология старшеклассника: Хрестоматия по возрастной психологии: Учеб. пособ. для студентов Текст./ Кон И.С. М.: Международная педагогическая академия, 1994. •• •

62. Кондаков, Н.И. Логический словарь Текст. / Кондаков Н.И. М.: Наука, 1971.-656 с.

63. Кондрашева, JI.B. Воспитание нравственно-психологической готовности студентов к педагогической деятельности Текст. / JI.B. Кондрашева// Советская педагогика. 1984. - №5. - С. 75-79.

64. Краевая, H.A. Формирование общеинженерной компетентности курсантов военного вуза в процессе графической подготовки Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук / Краевая H.A. Челябинск., 2008 - 27 с.

65. Краевский, В.В. Качество подготовки и методологическая культура' педагога Текст. / В.В .Краевский // Магистр. 1991. - №1.

66. Ларионов, М.В. Информационно-коммуникационные технологии реализации межпредметных связей в системе «школа-вуз» Текст./ М.В.Ларионов // Наука и школа №4 2009. М.: МПГУ. - С. 53 - 54 (ISSN 1819-463Х).

67. Ларионов, M.B. Физический эксперимент в высшем профессиональном образовании Текст./ М.В.Ларионов // Вестник ЧГПУ. Сер. 2. — 2008. -№2. С. 83 - 90.

68. Ларионов, М.В. Экспериментальные умения как аспект информационной компетенции будущего специалиста Текст./ М.В.Ларионов // Омский научный вестник. 2008. - № 4. - С. 169 -171 (ISSN 1813-8225).

69. Лебедев, O.E. Компетентностный подход в образовании Текст./ О.Е.Лебедев //Школьные технологии. 2004. - №5. - С.3-12.

70. Лихачев, Б.Т. Педагогика. Курс лекций: Учебное пособие для студентов педагогических учебных заведений и слушателей ИПК и ФПК Текст./ Б.Т.Лихачев. М.: Прометей, Юрайт, 1998. - 464 с.

71. Лукичев, Г.А., Образование стран Европейского Союза устремлено в будущее Текст. / Г.А. Лукичев // Вопросы образования. 2004. - №4. -С. 166-177.

72. Лушников, A.M. История педагогики: Учеб. пособие для студентов педагогических высших учебных заведений Текст. /А.М.Лушников. — 2-е изд. Екатеринбург; Урал. гос. пед. Ун-т, 1994.

73. Максимова, В.Н. Межпредметные связи в процессе обучения Текст. / В.Н.Максимова. — М.: Просвещение, 1988. 192 с.

74. Матвеенко, Е.А. Агроэкология. Модуль 3. Основы системного анализа и моделирование экосистем Текст. / Е.А.Матвеенко. Пущино: ОНТИ ПНЦРАН, 2001.-60 с.

75. Матюшкин, A.M. проблемные ситуации в мышлении и обучении Текст. / A.M. Матюшкин. — М.: Педагогика, 1972. 168 с.

76. Махмутов, М.И. Организация проблемного обучения в школе. Книга для учителей Текст. / М.И. Махмутов. М.: Просвещение, 1977. - 240 с.

77. Медведев В. Подготовка преподавателя высшей школы : компетентностный подход Текст. / В. Медведев, Ю. Татур // Высшее образование в России. 2007. - № 11. - С. 46 - 56.

78. Митяева, A.M. Подготовка студентов бакалавриата к научно-исследовательской деятельности в магистратуре. http://www.education.rekom.ru/52006/31 .html.

79. Михайлова, В.В. Новые информационные технологии в обучении физике Текст. / В.В. Михайлова // Наука и школа. №4. - 2007.

80. Монахов, Н.В., Монахов, В.М. Технологизация школьного образования Текст. /Н.В.Монахов, В.М.Монахов//Творческая педагогика.-2006.-№ 2.

81. Муратов, А.Ю. Использование проектного метода для формирования межкультурной компетенции // Интернет-журнал "Эйдос". 2005. - 23 мая. http://www.eidos.ru/journal/2005/0523.htm.- В надзаг: Центр дистанционного образования "Эйдос", e-mail: list@eidos.ru

82. Никифоров, В.Е. Проблемная ситуация и проблема: генезис, структура, функции Текст. / В:Е.Никифоров. — Рига: Зинатне, 1988. — 185 с.

83. Никулина, Г.В., Волкова, И.П., Фещенко, Е.К. Оценка готовности к школьному обучению детей с нарушениями зрения: Учебное пособие / Под ред. Г.В. Никулиной Текст. / Г.В.Никулина, И.П.Волкова, Е.К.Фещенко. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2001. - 84 с.

84. Новиков, Д.А. Статистические методы в педагогических исследованиях (типовые случаи) Текст. / Д.А.Новиков. М.: МЗ-Пресс, 2004. - 67 с. ISBN 5-94073-073-6.

85. Новиков, A.M. Процесс и методы формирования трудовых умений: Профпедагогика Текст. / A.M. Новиков. — М.: Высш. шк., 1986. —288 с.

86. Общая психодиагностика Текст. /Под ред. A.A. Бодалева, В.В. Столика: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1987. - 303 с.

87. Ожегов, С.И. Словарь русского языка. Около 57000 слов / Под ред. д-ра филол.наук, проф. Н.Ю. Шведовой; изд. 10-е, стереотип Текст. / С.И.Ожегов. М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1973. — 847 с.

88. Оспенников, A.A. Обучение студентов педагогического вуза применению компьютерных технологий в организации деятельности учащихся по решению физических задач Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук / А.А.Оспенников. Челябинск., 2008.— 24 с.

89. Оспенников, H.A. Методика обучения будущих учителей использованию образовательных компьютерных технологий на лабораторных занятиях по физике в средней школе Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук/ Н.А.Оспенников. Пермь., 2007 - 24 с.

90. Оспенникова, Е.В. Развитие самостоятельности учащихся при изучении школьного курса физики в условиях обновления информационной культуры общества Текст.: автореф. . дис. докт. пед. наук / Е.В. Оспенникова. — Челябинск, 2003. — 50 с.t

91. Платонов, К.К. Краткий словарь системы психологических понятий Текст. / К.К.Платонов. М.: Высш. шк., 1984. - 174 с.

92. Подольский, А.И. Становление познавательного действия: научная абстракция и реальность Текст. / А.И.Подольский. — М.: Изд-во МГУ, 1987. -166 с.

93. Посталюк, Н.Ю. Творческий стиль деятельности: педагогический аспект Текст. / Н.Ю.Посталкж. Казань: Изд-во КГУ, 1989. - 206 с.

94. Потапова, М.В. Пропедевтика в непрерывном физическом образовании (школа педвуз) : Монография Текст. / М.В. Потапова. - М.: Изд-во «Прометей» МПГУ, 2008. - 256 с. ISBN 978-5-7140-2145-6

95. Потребности и мотивы деятельности // Психология Текст. / Под ред. A.A. Смирнова, А.Н. Леонтьева, C.JI. Рубинштейна, Б.М. Теплова. М.: Учпедгиз, 1956.

96. Похлебаев, С.М. Методологические и содержательные основы преемственности физики, химии, биологии при формировании фундаментальноных естественнонаучных понятий Текст.: автореф. дис. . докт. пед. наук /. С.М.Похлебаев. Челябинск, 2007. — 51 с.

97. Практикум по курсу общей физики Текст./Г.Н.Даниленко, М.А.Драпкин, И.Ф.Жураховский и др.-Челябинск:ЧВВАКИУ, 1989.-224 с.

98. Предчувствие портрета: Сб. тестов. Текст. /Сост. Е. Владимирова. -Екатеринбург: Изд-во «Ладъ», 1992. 160 с. ISBN 5-7584-0003-3.

99. Программированное пособие для закрепления и контроля знаний по физике, части 1-5. Текст. /М.А.Драпкин. Челябинск: ЧВВАКИУ, 1995.

100. Психодиагностика: теория и практика Текст. / Перевод с нем. под ред. Н.Ф. Талызиной. -М.: Прогресс, 1986. 208 с.

101. Психологические тесты Текст. / Под ред. A.A. Карелина: В 2 т. М.: Гуманит. Изд.центр ВЛАДОС, 2002. - Т.1-2. - 312 с.

102. Пушкин, В.Н. Эвристика наука о творческом мышлении Текст. / В.Н.Пушкин. - М.: Просвещение, 1967. - 244 с.

103. Рассказова, Н.П. Подготовка студентов к работе с родителями по нравственному воспитанию детей дошкольного возраста Текст.: автореф. дис. . .канд. пед. наук / Н.П. Рассказова. М., 1995.

104. Савельев, И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике Текст.: Учеб: пособие / И.В.Савельев. — М.: Наука, 1982. — 272 с.

105. Селевко, Г.К. Современные образовательные технологии Текст.: учеб. пособие /Т.К. Селевко. М.: Народное образование, 1998. — 256 с. ISBN 87953-127-9

106. Сергоманов, П.А., Лученков A.B. Возрастно-психологическое обоснование содержания обучения в старшей школе (терминология) http ://www.gly .ru/?tid=70

107. Сериков, Г.Н. Самообразование: Совершенствование подготовки студентов Текст. / Г.Н.Сериков. — Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1991.

108. Сидоренко, Е.В. Методы математической обработки в психологии Текст. / Е.В.Сидоренко. СПб.: Речь, 2006. - 350 с.

109. Скалкова, Я. Методология и методы педагогического исследования Текст. / Я.Скалкова. М.: Педагогика, 1989. - 224 с.

110. Скаткин, М.Н. Методология и методика педагогических исследований Текст. / М.Н Скаткин. М.: Педагогика, 1986. -152 с.

111. Сластенин, В.А. и др. Педагогика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений Текст. / В. А. Сластенин, И. Ф. Исаев, Е. Н. Шиянов; Под ред. В.А. Сластенина. М.: Издательский центр "Академия", 2002. -576 с.

112. Словарь современного русского литературного языка: В 20т. Текст. /АН СССР, Ин-т рус. яз. 2-е изд., - М.: Рус. яз., 1991-1994.- 865с.

113. Словарь-справочник педагогических инноваций в образовательном процессе Текст. / Сост. JI.B. Трубайчук. Москва: Издательский дом «Восток», 2001. - 81 с.

114. Советов, Б.Я., Цехановский, В.В. Информационные технологии Текст.: Учеб.для вузов / Б.Я. Советов, В.В. Цехановский. М.: Высш.шк. 2003. - 263 с.

115. Советский энциклопедический словарь Текст. // Научно-, редакционный совет: A.M. Прохоров (пред.). М.: «Советская Энциклопедия», 1981.-1600 с.

116. Спортивная психология в трудах отечественных специалистов Текст. / Хрестоматия, сост. Волков И.П. — СПб: Питер, 2002. — 384 с.

117. Старовиков, М.И. Формирование учебной исследовательской деятельности школьников в условиях информатизации процесса обучения (на материале курса физики) Текст.: автореф. дис. . докт. пед. наук /. М.И.Старовиков. Челябинск, 2006. - 43 с.

118. Статуев, A.A. Возможности использования информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе сельской школы Текст. / А.А Статуев И Наука и школа. №4. - 2007. — С. 50 - 52.

119. Сухо дольский, Г.В. Основы психологической теории деятельности Текст. / Г.В.Суходольский. JL: Изд-во Ленингр. ун-та. 1988. — 168 с.

120. Таперо, Т.Ю. Компьютерное моделирование Текст. / Т.Ю. Таперо // Прил. к 1 сент. Физика. 2006. - № 21.

121. Таренко, Л.Б. Формирование интеллектуальных умений студентов средствами информационно-коммуникационных технологий / Л.Б. Таренко // ВЕСТНИК ТИСБИ. № 3. - 2008. http://www.tisbi.ru/science/ vestnik/2008/issue3/tarenko.html.

122. Толковый словарь русского языка: В 4 т. Текст. / Под ред. Д. Н. Ушакова. Т. 1. М., 1935; Т. 2. М., 1938; Т. 3. М., 1939; Т. 4, М., 1940. (Переиздавался в 1947-1948 гг.); Репринтное издание: М., 1995; М., 2000.

123. Трифонов, Е.В. Психофизиология человека. Энциклопедия, 12-е издание, Санкт-Петербург, 1997-2008 http://www.tryphonov.ru.

124. Тулькибаева, H.H. Управление процессом обучения учащихся решению задач Текст.: В сб.: Совершенствование процесса обучения физике в средней школе/ Под ред. A.B. Усовой. — Челябинск: ЧГПИ, 1983. - С.29-37.

125. Усова, A.B. Влияние системы самостоятельных работ на формирование у учащихся научных понятий Текст.: дис. .докт. пед. наук / A.B. Усова. М., 1969. - Ч. 1 - 481 е.; 4.2 - 448 с.

126. Усова, A.B. Методика формирования у учащихся учебных умений и навыков Текст.: Метод, рекомендации для студентов и учителей школ / А.В.Усова. Челябинск: ЧГПИ, 1982. - 24 с.

127. Усова, A.B. Теория и методика обучения физике. Общие вопросы Текст.: курс лекций / А.В.Усова. Санкт - Петербург: Изд-во «Медуза», 2002.-157 с.

128. Усова, A.B. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения Текст. / А.В.Усова М.: Педагогика, 1986. — 176 с.

129. Усова, A.B., Беликов, В.А. Методические рекомендации по овладению умением учиться, самостоятельно приобретать знания Текст./ А.В.Усова, В.А.Беликов. Челябинск: ЧГПИ, 1985. - 40 с.

130. Усова, A.B., Бобров, A.A. Формирование у учащихся умений самостоятельно проводить наблюдения и опыты Текст. : Методические рекомендации для студентов и учителей предметов естественнонаучного цикла/ А.В.Усова, А.А.Бобров. Челябинск: ЧГПУ, 1983.

131. Усова, A.B., Вологодская, З.А. Самостоятельная работа учащихся по физике в средней школе Текст./ А.В.Усова, З.А.Вологодская. — М.: Просвещение, 1981. — 158 с.

132. Философский энциклопедический словарь Текст. / Гл. Редакция: Л.Ф. Ильичев, П.Н. Федосеев, С.М. Ковалев, В.Г. Панов — М.: Сов. Энциклопедия, 1983.- 840 с.

133. Формирование учебной деятельности студентов Текст./ Под ред. В.Я. Ляудис. -М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1989. 240 с. ISBN 5-211-00223-7.

134. Франселла, Ф., Баннистер, Д. Новый метод исследования личности. Текст.: Руководство по репертуарным личностным методикам: Пер. с англ./Общ.ред. и предисл. Ю.М. Забродина и В.И.Похилько. М.: Прогресс, 1987.-236 с.

135. Фридман, Л.М. Методы формирования ориентировочной основы умственных действий по решению задач Текст. / Л.М.Фридман //Вопросы психологии. 1975. - №4.

136. Хекхаузен, X. Мотивация и деятельность Текст.: Т.1 ; Пер. с нем. / Под ред. Б.М. Величковского; Предисловие Л.И. Анциферовой, Б.М. Величковского. М.: Педагогика, 1986. - 408 с. ; ■

137. Холлендер, М., Вульф, Д. Непараметрические методы статистики Текст./ Пер. с англ. Д.С. Шмерлинга; Под ред. Ю.П. Адлера и Ю.Н. Тюрина. М.: Финансы и статистика, 1983. - 518 с.

138. Худякова, H.JI. Философия и развитие образования Текст. : учеб. пособие / H.JI. Худякова. Челябинск: Изд-во ИИ-УМЦ «Образование», 2009.-230 с.

139. Хуторской, A.B. Ключевые компетенции и образовательные стандарты // Интернет-журнал "Эйдос". 2002. - 23 апреля. http://www.eidos.ruyjournal/2002/0423.htm. - В надзаг: Центр дистанционного образования "Эйдос", e-mail: list@eidos.ru.

140. Хуторской, A.B. Современная дидактика Текст.: Ученик для вузов / А.В.Хуторской. СПб: Питер, 2001. - 544с.

141. Часовских, Н.С. Организация самостоятельной работы студентов на лабораторных занятиях по общей физике в условиях развивающего обучения Текст.: автореф. дис. .канд. пед. наук / Н.С. Часовских. — Челябинск, 2006. 27 с:

142. Чошанов, М.А. Гибкая технология проблемно-модульного обучения Текст. / М.А.Чошанов. М.: Народное образование, 1996. — 34с.

143. Шепель, В.М. Коммуникационный менеджмент. Текст./ В.М. Шепель М.: Гардарики, 2004. - 352с.

144. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. — М.: Терра, 2001. -40 726 с.

145. Яковлев, E.B. Теория и практика внутривузовского управления качест- • вом образования Текст.: автореф. дис. . докт. пед. наук /. Е.В.Яковлев. Челябинск, 2000. — 51 с.

146. Яковлева, Н.М. Подготовка студентов к творческой воспитательной деятельности Текст./ Н.М.Яковлева. Челябинск: ЧГПИ, 1991. - 128с.

147. Яковлева, Н.О. Педагогическое проектирование инновационных систем Текст.: автореф. дис. . докт. пед. наук / Н.О.Яковлева. Челябинск, 2003.-51 с.