Формирование ИКТ-компетентности будущих учителей на занятиях по общей физике

Абдурагимова, Зара Мовладиновна

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 ИКТ-компетентности будущих учителей на занятиях по общей физике

Автореферат

Автор научной работы: Абдурагимова, Зара Мовладиновна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2013
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Формирование ИКТ-компетентности будущих учителей на занятиях по общей физике"

На правах рукописи

005061519

АБДУРАГИМОВА ЗАРА МОВЛАДИНОВНА

ФОРМИРОВАНИЕ ИКТ-КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ НА ЗАНЯТИЯХ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ (с учетом региональных условий)

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата педагогических наук

13 ИЮН ¿013

Москва 2013

005061519

Работа выполнена на кафедре теории и методики обучения физике факультета физики и информационных технологий ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет»

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор Пурышева Наталия Сергеевна

Официальные оппоненты: Ильин Вадим Алексеевич

доктор физико-математических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет», факультет физики и информационных технологий, кафедра общей и экспериментальной физика, профессор кафедры

Андреенко Юрий Александрович,

кандидат педагогических наук, доцент, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», институт базового образования, кафедра физики, доцент кафедры

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный университет»

Зашита состоится «1» июля 2013 года в/п$9часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.05 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 119435, г. Москва, ул. М. Пироговская, д. 29, ауд. 49

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» по адресу: 119992, г. Москва, ул. М. Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан «^5» мая 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Прояненкова Лидия Алексеевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В настоящее время российская высшая школа находится в состоянии системных преобразований. Новые условия требуют обеспечения высокого уровня профессиональной подготовки выпускников вузов, формирования у них целостной системы универсальных знаний, умений, навыков, а также опыта самостоятельной деятельности и личной ответственности. Одним из стратегических оснований реформирования отечественного образования становится компетентностный подход, личностно-ориентированный по своей природе. Содержание образования должно быть направлено на формирование у выпускников общекультурных и профессиональных компетенций. При этом главной задачей является сохранение фундаментальности современного образования.

Однако анализ результатов психолого-педагогических и социологических исследований, а также реальной школьной практики показывает, что учителя не совсем готовы к решению поставленных перед системой образования задач, ибо профессиональная компетентность современного учителя и его ментальность не в полной мере соответствуют требованиям модернизации общего среднего образования.

В новых образовательных программах одним из ключевых ориентиров профессиональной подготовки специалистов становится формирование у них ИКТ-компетентности (общей и специальной профессиональной), адекватной современному уровню развития информационной культуры общества.

Под ИКТ-компетентностыо учителя-предметника понимают личное качество учителя, проявляющееся в его готовности и способности самостоятельно использовать информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) в своей предметной деятельности, в частности в обучении физике.

Проблемам подготовки учителей в области информатики и ИКТ, использования средств ИКТ в предметной области посвящены исследования С.А. Бешенкова, Т:А/ Бороненко, В.А. Бубнова, И.Б. Готской, С.Д. Каракозова, A.A. Кузнецова, B.JI. Матросова, И.В. Роберт, Н.И. Рыжовой, Е.К. Хеннер и др. Методическим основам использования компьютеров на уроках физики исследуются в работах П.А. Абросимова, Л.И. Анциферова, Г.А. Бордовского, В.А. Извозчикова, В.А. Кондратьева, В.В. Лаптева, О.Б. Медведевой, C.B. Панюковой, А.Д. Ревунова, A.B. Смирнова, A.M. Слуцкого, и др. Для курса физики средней школы разработаны ЭОР и методики их применения, что отражено в работах H.H. Гомулиной, П.С. Дроздова, A.A. Ездова, A.B. Кудрявцева, Е.А. Маниной, O.E. Макаровой, И.М. Нуркаевой, О.Г. Смоляниновой и др. Эти работы затрагивают отдельные направления методики обучения физике с использованием средств новых информационных технологий. Существенно меньшее внимание уделяется проблемам подготовки учителя физики к использованию ИКТ на уроках и во внеурочной деятельности учащихся: существует небольшое число работ исследующих возможности курса теории и методики обучения

физике в решении этой задачи (А.В.Смирнов, С.А.Смирнов, С.ВЛозовенко), практически не рассматривается формирование ИКТ-компетенций студентов - будущих учителей физики в процессе изучения специальных дисциплин, в том числе курса общей физики. В то же время специальные дисциплины обладают определенным потенциалом, использование которого может внести вклад в ее формирование у будущего учителя. Таким потенциалом обладает и дисциплина «Общая физика» в силу особенностей ее содержания. При ее изучении ИКТ могут применяться в разных формах на различных видах занятий: во время лекций, практических и лабораторных занятий, при самоподготовке и для контроля степени усвоения обучаемыми учебного материала.

Данные констатирующего эксперимента и анализ педагогической практики формирования у будущих учителей физики ИКТ-компетенции позволяют констатировать, что отсутствует системный подход к решению этой проблемы, ИКТ используются фрагментарно, не на всех формах учебных занятий. Преподавателями на занятиях по общей физике не ставится задача формирования ИКТ-компетенции, они считают, что это задачи дисциплин «Информатика» и «Методика преподавания физики». Использование персонального компьютера для большинства студентов на протяжении пяти лет обучения в вузе сводится к набору и распечатке текста курсовых работ и дипломного проекта. Они не видят в компьютере рабочего инструмента при решении физических задач и упражнений, в исследовательской работе и при подготовке к практическим конференциям и прочее и, как следствие, профессиональная подготовка учителей сильно отстает от современных требований к нему со стороны общества, детей и родителей.

Все вышесказанное свидетельствует о наличии ряда противоречий:

• между требованием к уровню ИКТ-компетентности учителя физики и недостаточной научной разработанностью педагогических условий ее реализации при обучении студентов общей физике;

• между потребностью педагогической практики в использовании учителем физики ИКТ и состоянием методики обучения общей физике, которая не направлена на формирование у будущих учителей ИКТ-компетентности.

Выявленные противоречия обусловили выбор темы исследования «Формирование ИКТ-компетентности будущих учителей на занятиях по общей физике (с учетом региональных условий)» и ее актуальность и научную проблему, которая состоит в поиске ответа на вопрос: какой должна быть методика преподавания курса общей физики, позволяющая формировать у студентов ИКТ-компетентность.

Объект исследования: процесс подготовки по общей физике будущих учителей физики в педагогическом вузе.

Предметом исследования является методическая система формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики на занятиях по общей физике.

Цель настоящего исследования состоит в обосновании и разработке методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики при изучении дисциплины «Общая физика».

Гипотеза исследования: повышение уровня ИКТ-компетентности будущих учителей физики может быть достигнуто, если:

• использовать ИКТ при обучении общей физике системно, т.е. на лекциях, семинарских и практических занятиях, при выполнении лабораторных работ, в самостоятельной и научно-исследовательской работе студентов;

• подготовку будущих учителей физики к использованию ИКТ при обучении учащихся осуществлять на основе компетентностного, личностно-ориентированного, деятельностного и системного подходов;

• в методике формирования ИКТ-компетентности будущего учителя физики использовать межпредметные связи информатики и физики;

• содержание и методику формирования ИКТ-компетентности будущего учителя физики строить на основе его мотивационно-целевой ориентации на информационную деятельность.

Цель, предмет и гипотеза исследования обусловили основные задачи исследования:

1. Выявить сущность понятия «ИКТ-компетентность» учителя.

2. Определить компоненты ИКТ-компетентности будущего учителя физики.

3. Выявить состояние проблемы формирования у будущих учителей ИКТ-компетентности на занятиях по общей физике.

4. Разработать теоретические основы методической системы формирования у будущих учителей ИКТ-компетентности на занятиях по общей физике.

5.Создать модель методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей на занятиях по общей физике.

6. Разработать методическую систему формирования ИКТ-компетентности студентов педагогического вуза при обучении физике.

7. Разработать критерии сформированности у будущих учителей профессиональной компетентности в области ИКТ.

8. Осуществить педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования.

Методологическую основу исследования составили:

- работы по теоретическим аспектам профессиональной компетентности педагогов (B.JI. Акуленко, A.M. Андреев, В. И. Байденко, Э. Ф. Зеер, И.А. Зимняя, А.К. Маркова, Г. К. Селевко, Ю.Г. Татур, А. В. Хуторской и др.);

- основные положения личностно-ориентированного обучения (В.В. Сериков, В.В. Краевский, B.C. Леднев, В.М. Полонский и др.)

- работы в области теории и методики подготовки будущих учителей физики (И.Л. Беленок, С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева, A.B. Усова, Л.С. Хижнякова, Т.Н. Шамало, Н.В. Шаронова и др.);

- работы в области теории, методологии и практики информатизации образования (A.A. Абдулкадыров, Я.А. Ваграменко, Б.С. Гершунский, А.П.

Ершов, С.А. Жданов, А.А.Кузнецов, В.В. Лаптев, М.П. Лапчик, И.В.Роберт, И. А. Румянцева и др.);

- исследования в области применения новых информационных технологий в обучении физике (H.H. Гомулина, A.A. Ездов, В.А. Извозчиков, С.Е. Каменецкий, В.В. Клевицкий, A.C. Кондратьев, В.В. Лаптев, В.В. Ларионова, Н.С. Пурышева, A.B. Смирнов, А.О. Чефранова и др.);

- исследования, посвященные разработке средств новых информационных технологий и комплексного их использования (М.Я. Кулакова, В.В. Ларионова, Е.В. Оспенникова, Е.С. Полат, И.В. Роберт, A.B. Смирнов, С.Г. Шаповаленко и др.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: теоретический анализ состояния проблемы на основе изучения методической, дидактической, психологической и специальной литературы, диссертационных работ по проблеме исследования; материалов конференций по использованию ИКТ в образовании, нормативных документов, определяющих структуру и содержание профессиональной подготовки учителя физики в области ИКТ в педагогическом вузе, моделирование, прямое и косвенное наблюдение, беседа, анкетирование, интервьюирование, проведение педагогического эксперимента. Научная новизна исследования состоит в том, что:

1. В отличие от предшествующих работ по применению ИКТ при обучении физике, в которых рассматриваются отдельные дидактические функции компьютера, в нашем исследовании обоснована целесообразность и возможность формирования ИКТ-компетентности будущих учителей при изучении общей физики.

2. Показано, что достижению цели формирования у будущих учителей ИКТ-компетентности при изучении общей физики способствует комплексный подход, в соответствии с которым ИКТ применяются в процессе обучения общей физике на всех видах занятий: на лекциях, практических и семинарских занятиях, при выполнении учебного физического эксперимента, в процессе самостоятельной и научно-исследовательской работы.

3. Показано также, что использование ИКТ ведет к изменению всех компонентов образовательного процесса: мотивационно-целевого, содержательного, организационно-деятельностного, диагностического (контрольно-оценочного).

4. Определены специальные ИКТ-компетенции будущих учителей физики, формирование которых является целью высшего педагогического образования

5. Разработана модель методической системы формирования ИКТ-компетентности студентов педагогического вуза при обучении общей физике, основанная на компетентностном, личностно-ориентированном, деятельностном и системном подходах, учитывающая региональные особенности Чеченской республики и

реализуемая в рамках трехэтапной структуры процесса изучения учебного материала.

6. Разработана методическая система формирования ИКТ-компетентности студентов педагогического вуза при обучении физике, особенностью которой является упор на самостоятельную деятельность студентов, предполагающую использование ИКТ.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что его результаты вносят вклад в развитие теории и методики обучения физике в вузе за счет:

• уточнения перечня специальных ИКТ-компетенций будущего учителя физики, которые могут быть сформированы при изучении общей физики;

• расширения сферы применения компетентностного подхода при построении компетентностной модели методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики на занятиях по общей физике.

• обогащения новыми знаниями а) об основных тенденциях, характеризующих подготовку будущих учителей физики; б) о конкретизированных требованиях к профессиональной деятельности современного учителя физики; в) о возможностях специальных дисциплин в становлении ИКТ-компетентности будущего учителя физики и условиях их реализации.

Практическая значимость исследования заключается в том, что:

• разработана и апробирована методика формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики;

• результаты исследования, выводы и предложения могут стать основой для совершенствования содержания и организации процесса профессиональной подготовки учителя физики; быть использованы в различных сферах образования (вузе, школе, курсы повышения квалификации) разными категориями педагогов (преподавателями вузов, учителями, методистами); также материалы могут быть полезны при разработке программ педагогических дисциплин.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются исходными методологическими положениями, соответствующими современным тенденциям в образовании; адекватностью методов исследования цели, объекту, предмету, задачам и логике исследования; широтой и разносторонностью экспериментального исследования; аргументированностью исходных теоретических положений, логических выводов работы; результатами экспериментальной проверки основных положений диссертации, подтвержденными методами математической статистики.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Курс общей физики обладает определенным потенциалом для формирования ИКТ-компетентности будущего учителя физики. Его изучение может рассматриваться как пропедевтический этап формирования ИКТ-компетентности студентов.

2. Модель методической системы формирования ИКТ-компетентности учителя физики должна основываться на компетентностном, личностно-ориентированном, деятельносгаом и системном подходах и включать блоки: мотивационно-целевой, содержательный, организационно-деятельностный, диагностический (контрольно-оценочный) и учитывать региональные особенности образовательной среды. Компетентностный подход реализуется через технологии активного обучения. Личностно-ориентированный подход реализуется путем создания условий для индивидуальной творческой учебной деятельности студента как субъекта образовательного процесса. Деятельностный подход реализуется через организацию коллективной и индивидуальной самостоятельной работы студентов. Системный подход проявляется в рассмотрении методики формирования ИКТ-компетентности при обучении общей физике как сложной динамической развивающейся системы.

3. Формирование ИКТ-компетентности при обучении общей физике является элементом общей системы профессиональной подготовки будущих учителей физики и осуществляется в учебной деятельности студентов, основными формами организации которой являются лекции, семинары, практические и лабораторные занятия, выполнение учебных экспериментов и самостоятельной работы студентов в развитой ИКТ-насыщенной среде педагогического вуза.

4. Реализация модели методической системы формировании ИКТ-компетентности будущих учителей эффективна в рамках трехэтапного изучения учебного материала по курсу общей физики с использованием ИКТ. При этом на каждом этапе развиваются ИКТ-компетенции, сформированные на предшествующих этапах, и формируются новые ИКТ-компетенции.

5. Эффективному формированию ИКТ-компетентности будущего учителя физики при изучении курса общей физики способствует опора на межпредметные связи физики и информатики, которая реализуется как в ходе традиционных занятий, так и при проведении специальных бинарных семинаров.

Апробация и внедрение. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на:

1. Научно-практической конференции учителей общеобразовательных учреждений Чеченской Республики «Совершенствование преподавания в средней школе с помощью компьютерных технологий», (ЧГПИ, г. Грозный, 2010);

2. VIII-XII Международных научно-методических конференциях «Физическое образование: проблемы и перспективы развития»

(МПГУ, г. Москва, 2009,2010, 2011,2013);

3. Всероссийской научно-практической конференции «Наука, образование инновации» (ЧГПИ, г. Грозный, 2011);

4. Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в профессиональном образовании» (ГГНТУ, г. Грозный, 2012.);

5. Аспирантских семинарах и заседаниях кафедры теории и методики обучения физике МПГУ;

6. Научно-методических семинарах и заседаниях кафедры «Физика» ГГНТУ, кафедры «Физика и методика преподавания физики» ЧГПИ, БОУ СОШ №37 г. Грозного.

Структура диссертации. Диссертация общим объемом 231 страница, в том числе 178 страниц основного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка (281 наименования), 44 рисунков, 7 таблиц и 10 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы исследования, определены цель и задачи исследования, сформулирована гипотеза, раскрыта научная новизна и практическая значимость, описаны методы исследования, представлены положения, выносимые на защиту; содержится информация об апробации исследования и имеющихся публикациях.

В первой главе «Состояние проблемы формирования ИКТ-компетентности у будущих учителей физики» обоснована актуальность темы исследования. Проанализированы задачи учителя физики в области ИКТ. Исходным документом для проведения этого анализа является ФГОС ВПО, который строится на основе компетентностного подхода. В главе рассмотрены разные точки зрения на смысл и содержание понятий «компетенция» и «компетентность». В качестве рабочего выбрано определение A.B. Хуторского, который различает эти понятия и, по мнению которого «компетенция - совокупность взаимосвязанных качеств личности (мотивация, знания, умения, навыки, способы деятельности), задаваемых по отношению к определенному кругу предметов и процессов, необходимых для качественной и продуктивной деятельности по отношению к ним. Компетентность - владение, обладание человеком соответствующей компетенцией, включающей его личностное отношение к ней и к предмету деятельности».

ИКТ-компетентность учителя, как составляющая его профессиональной компетентности, определяет способность решать профессиональные проблемы и типичные задачи, возникающие в реальных ситуациях педагогической деятельности.

Нами рассмотрены профессиональные задачи учителя физики в области использования ИКТ, проанализированы профессиональные задачи,

выделенные в ФГОС ВПО по направлению «Педагогическое образование» и в работах предшественников (В.И. Коломин, C.B. Лозовенко, С.А. Смирнов и др.). Нами эти задачи уточнены и обобщены.

В рамках педагогической деятельности перед учителем физики стоят следующие профессиональные задачи в области использования ИКТ:

1. определение педагогической целесообразности использования и дидактических возможностей ИКТ в процессе обучения учащихся физике;

2. использование компьютера как средства обработки информации, а именно, знать назначение, состав и характеристики основных элементов персонального компьютера;

3. постановка лабораторных работ по физике с использованием средств информационных и коммуникационных технологий;

4. разработка учебных заданий для различных видов и форм обучения учащихся физике с использованием ИКТ;

5. подготовка дидактических материалов по основным разделам физики, поддерживающих самостоятельную работу учащихся с источниками информации и средствами Интернет на всех формах и видах занятий по физике;

6. разработка тестовых заданий.

К решению этих задач выпускник будет подготовлен, если у него сформирована система компетенций, определенных Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению подготовки 050100 «Педагогическое образование» (квалификация бакалавр). К компетенциям в области ИКТ относятся:

1) общекультурные компетенции: (ОК-1), (ОК-4), (ОК-8) (ОК-9), (ОК-12);

2) профессиональные компетенции: (ПК-2), (ПК-4), (ПК-8)1.

Кроме этого, учитель физики должен овладеть системой специальных компетенций, связанных с ИКТ. К ним относятся следующие компетенции:

• уметь приобретать и использовать новые знания по физике, используя современные ИКТ;

• уметь использовать готовые электронные образовательные ресурсы по физике, создавать базы данных и использовать ресурсы, распределенные в сети Интернет в процессе обучения физике;

• уметь разрабатывать элементы учебно-методического комплекса по физике, используя современные ИКТ;

• уметь разрабатывать электронно-образовательные ресурсы по физике и использовать их в процессе обучения физике;

• уметь создавать и обрабатывать текстовую и графическую информацию по физике;

ФГОС ВПО по направлению подготовки 011200 Физика (квалификация (степень) «бакалавр») [э. р.]/ http://uap.spbstu.ru/images/stories/uap_deptedu/71 l.pdf

• уметь создавать и использовать динамические (электронные) таблицы, в частности - в практических задачах и при выполнении лабораторных работ по физике; • уметь создавать презентации на основе шаблонов, задавать структуру слайда, настраивать эффекты анимации, использовать звуковые эффекты, вставлять таблицы, диаграммы и видеоролики с информацией по физике.

Далее в главе проанализированы исследования, посвященные подготовке студентов к использованию ИКТ в обучении физике, которые мы объединили в три группы:

1. Работы, посвященные методике применения новых информационных технологий при обучении физике в школе (H.H. Гомулина, А. А. Ездов, В.В. Клевицкий, Е.Г. Манина, Х.Ш. Нгуен, И.М. Нуркаева, М.А. Петрова, Л.Х. Умарова, Т.А. Ханнанова, М.Е. Чекулаева и др. ).

2. Работы, исследующие проблемы применения ИКТ при обучении физике в разных непедагогических вузах (В.Л. Акуленко, H.H. Вознесенская, H.H. Гомулина, Г.В. Ерофеева, О.Г. Ревинская, В.Е. Фрадкин и др.).

3. Работы, по методике применения ИКТ при обучении физике в педагогических вузах (Е.И. Аксеновой, Г.А. Бордовский, Е.В. Демин, Ж.С. Древич, C.B. Лозовенко, О.В. Мирзабекова, Н. А. Оспенников, C.B. Панюкова, И.В. Роберт, С.А. Смирнов, А.О. Чефранова и др).

Анализ этих и других исследований позволяет сделать вывод, что исследования, посвященные комплексному, системному подходу к проблеме формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики на занятиях по общей физике с учетом характера их профессиональной деятельности практически отсутствуют.

В главе проанализировано состояние педагогической практики формирования у будущих учителей физики ИКТ-компетентности на занятиях по общей физике.

Проведенный анализ показывает, что далеко не все учителя физики обладают умениями поиска, отбора нужной информации, анализа и синтеза полученных данных, представления и передачи информации, умениями моделировать, проектировать, реализовывать проекты, а также решать учебные задачи с использованием программного обеспечения в предметной области, то есть элементами информационной компетентности. По данным эксперимента не используют компьютер в обучении - более 40% учителей; очень редко используют (1 раз в четверть) - чуть более 20%; редко используют (1 раз в месяц) - 35%, средний уровень использования (не менее 1 раза в неделю) - около 2 %.

Результаты констатирующего эксперимента, проведенного в школах и вузах Чеченской Республики, также свидетельствуют о крайне низком уровне ИКТ-компетентности будущего учителя физики. Было выявлено, что даже компьютерной грамотностью обладают далеко не все студенты.

До конца не разработана методика формирования ИКТ-компетентности студентов на разных этапах обучения, на разных видах и формах занятий.

Согласно данным проведенного Нами опроса преподавателей вузов Чеченской Республики более 90% из них проводят лекционные, лабораторные и практические занятия с использованием традиционных методов, без применения инновационных технологий, 62% не уделяют должного внимания самостоятельной работе студентов, сводя ее только к выполнению домашних заданий и типовых расчетов. В большинстве случаев, как показывает анализ реальной практики, подготовка по физике будущих учителей осуществляется с использованием традиционных методик, современные активные методы обучения включаются эпизодически, что .не способствует внедрению в обучение «компетентностного» подхода.

Таким образом, анализ состояния педагогической теории и практики позволяет сделать вывод о том, что проблема формирования ИКТ-компетентности студентов - будущих учителей физики в процессе обучения общей физике, не получила решения, что свидетельствует об актуальности проведенного • исследования. Необходимость решения этой проблемы заставила нас искать новые методы и средства формирования ИКТ-компетентности студентов - будущих учителей физики в процессе обучения их общей физике.

Во второй главе «Теоретические основы методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики» рассмотрены теоретико-методологические подходы к построению модели методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики: компетентностный, личностно-ориентированный, деятельностный и системный подходы.

В соответствии с компетентностным подходом формирование ИКТ-компетентности будущего учителя физики сопряжено с реализацией в процессе обучения технологий активного обучения, позволяющих эффективно достигать современных целей подготовки специалиста. В нашем случае речь идет о формировании ИКТ-компетенций будущего учителя физики, выделенных и описанных в главе 1.

Личностно-ориентированный подход предусматривает выделение учащегося как субъекта образовательного процесса и создание условий для его индивидуальной творческой учебной деятельности.

Формирование профессиональных компетенций невозможно без практической составляющей обучения, что может осуществляться при реализации деятельностного подхода в коллективной и индивидуальной работе со студентами.

В условиях ориентации процесса обучения на развитие личности будущего учителя средствами учебного предмета (физики), формирование у него качеств, необходимых для его последующего профессионального саморазвития, методическая система подготовки студентов к использованию ИКТ в профессиональной деятельности должна строиться на основе системного подхода. Это означает, что методика формирования ИКТ-

компетентности при обучении общей физике представляет собой динамическую развивающуюся систему.

Если рассматривать систему обучения студентов в целом, то их подготовка к использованию ИКТ в обучении физике является ее подсистемой. Кроме этого, эта подготовка может осуществляться при изучении разных дисциплин учебного плана: физики, математики, информатики, теории и методике обучения физике, технических средств обучения и др. (рис. 1).

Основным этапом формирования ИКТ-компетентности является изучение теории и методики обучения физике, в данной иерархии формирование ИКТ-компетентности при изучении общей физики можно рассматривать как пропедевтический этап целостной профессиональной подготовки студентов в области ИКТ. Таким образом, мы исследуем пропедевтические возможности общей физики в формировании ИКТ-компетентности.

Рис 1. Место общей физики в системе подготовки учителя физики к использованию ИКТ в процессе обучения физике

Ниже представлена модель методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики (рис.2). С точки зрения системного подхода, она представляет собой систему, включающую мотивационно-целевой, содержательный, организационно-деятельностный и диагностический (контрольно-оценочный) компоненты.

Мотивационно-целевой компонент модели методики формирования ИКТ-компетентности студентов при обучении общей физике включает в себя формирование внешних (желание соответствовать современным требованиям информатизации образования) и внутренних (потребность в овладении методикой использования ИКТ в обучении, в повышении уровня своей ИКТ-компетентности) мотивов учения.

Содержательный компонент включает систему знаний, умений и навыков, обеспечивающих формирование ИКТ-компетентности будущих учителей физики.

С использованием категорий знать, уметь и владеть рассмотрены элементы ИКТ-компетентности, связанные с профессиональной деятельностью учителя физики:

1) знать понятия информации и общую характеристику процессов сбора, обработки, передачи, накопления, продуцирования информации;

2) знать назначение, состав и характеристики основных элементов персонального компьютера, использование компьютера как средства обработки информации;

3) знать назначение и возможности программно-педагогических средств учебного назначения;

4) владеть технологией обработки текстовой, графической и числовой информацией;

5) уметь представить информацию средствами презентационных технологий и использовать мультимедийные технологии в обучении физике;

6) знать назначение и виды информационных моделей, описывающих реальные объекты и процессы; основные методы и технологии создания моделей, уметь использовать компьютерное моделирование;

7) знать правила создания и уметь обрабатывать рисунки и фотографии.

Рис. 2. Модель методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики.

Организационно-деятельностный компонент включает в себя такие элементы как методы обучения, средства обучения, организационные формы обучения (формы занятий).

Блок «Организационные формы обучения» включает: лекции, лабораторные занятия, семинары, научно-практические конференции и др.

Блок «Методы обучения» включает в себя методы: словесные (беседа, объяснение, дискуссия), практические (упражнения, лабораторные работы,), наглядные (демонстрация, иллюстрация), объяснительно-иллюстративные, репродуктивные, частично-поисковые, решение задач, исследовательские,

работа с литературой (бумажной и электронной), выполнение индивидуальных заданий и т.д.

Средства обучения представляют собой комплекс объектов, которые являются источником учебной информации и инструментами для усвоения содержания учебного материала, развития и формирования профессиональных компетенций. В разработанной модели рекомендуются для использования все средства ИКТ, а именно компьютеры; локальные вычислительные сети, средства ввода и преобразования текстовой и графической информации, средства архивного хранения больших объемов информации и другое периферийное оборудование современных ЭВМ.

Электронные образовательные ресурсы (ЭОР) по физике имеют разное дидактическое назначение: обучение решению задач, контроль знаний учащихся, моделирование явлений и процессов и т.п. В последнее время разрабатываются так называемые электронные учебники, соединяющие иллюстративный материал, информационный, справочный, видеоматериал, задачи, тесты.

В состав учебно-методических материалов можно включить:

• конспекты (тексты, схемы) уроков в электронном представлении (выполненные в текстовом редакторе Word);

• фрагмент электронного учебника (созданного в программе PowerPoint);

• файл с раздаточными материалами для учеников (с использованием любой программы MS Office);

• тесты и задания по отдельным темам физики, для контроля и самоконтроля учеников (составленные в Excel);

• списки учебной литературы, рекомендуемой ученикам в качестве основной и дополнительной по темам и разделам физики.

Кроме этого, сюда входят и методические указания для учителей физики, тематическое планирование (выполнение задания предполагает самостоятельный выбор студентами необходимой программы).

Диагностический (контрольно-оценочный) компонент включает способы контроля, его формы, наборы контролируемых материалов и выработка критерий сформированное™ профессиональной компетенции в области ИКТ.

Предложенная модель методической системы формировании ИКТ-компетентности может быть реализована в рамках трехэтапной модели изучения курса общей физики.

При разработке этой модели учтены уровень материально-технического оснащения учебного процесса в вузах Чеченской республики и уровень общей компьютерной грамотности студентов вузов. Что касается материальной базы, то она является крайне слабой, отсутствуют аудитории, оснащенные современными компьютерами. Недостаточное количество компьютеров в аудиториях для проведения семинарских и лабораторных занятий являются главным препятствием на пути массового внедрения ИКТ в образовательный процесс. Кроме того, педагоги не обладают достаточной

профессиональной и психологической готовностью к использованию даже того, что имеется в наличии.

Первый этап изучения нового учебного материала по физике -ознакомление студентов с новой темой в процессе самостоятельной работы. Преподаватель заранее может создать каталог по всем основным темам программы курса общей физики, куда включаются основные понятия, явления и свойства физических объектов. Составляется план самостоятельной работы студентов. Указываются основные источники информации по всем разделам и темам общей физики, ссылки на электронные ресурсы в Интернет.

С целью мотивации самостоятельной работы студентов используют проблемный метод обучения: перед студентами может быть поставлена проблема (задача), которую они должны решить самостоятельно. Для этого в конце занятия, предшествующего изучению новой темы, демонстрируют специально подобранные физические эксперименты. В зависимости от условий физической лаборатории вуза, это может быть натурный, компьютерный или компьютеризированный эксперимент. Целью данного эксперимента является погружение студента в проблему, его мотивация на дальнейшую самостоятельную работу. Задания для организации самостоятельной работы выдаются на этом занятии, а также во время консультаций или по электронной почте.

При подготовке к следующему занятию студент использует все доступные источники информации: основной учебник и ЭОР для школы и вуза, ресурсы Интернет. Ориентиром для правильной организации поиска нужной информации в сети Интернет будет служить каталог основных понятий, явлений и свойств физических объектов, составленных преподавателем в бумажном и цифровом вариантах. Студент составляет список вопросов, возникших в ходе подготовки к занятию, или объяснение и решение данной задачи.

В результате этой самостоятельной работы у них формируются следующие (ключевые) составляющие ИКТ-компетенции (знания и умения):

1. Знание назначения и характеристики основных элементов персонального компьютера.

2. Умение пользоваться персональным компьютером и его периферийным оборудованием.

3. Умение формировать простые запросы на поиск информации в поисковых системах.

4. Умение использовать ресурсы, распределенные в сети Интернет, самостоятельно искать, собирать, анализировать, представлять, передавать информацию.

5. Знание назначения электронной почты, умение пользоваться ею.

6. Умение использовать различные запоминающие устройства для хранения информации, применять устройства для ввода/вывода информации различного вида и др.

Второй этап - изучение этой же темы вместе с преподавателем. Этот этап осуществляется во время чтения лекций. Объяснение новой темы облегчено, потому что студенты, хотя бы поверхностно, с ней ознакомлены. По мере объяснения новой темы, непонятные вопросы из списка, составленного студентами, снимаются, а если часть из них осталась, можно их рассмотреть вместе с преподавателем. Поскольку студенты ознакомлены с содержанием учебного материала предварительно, появляется возможность наряду с традиционными использовать инновационные технологии обучения, активизирующие деятельность студентов. Во время чтения лекции преподаватель использует ИКТ, которые для студента являются образцами работы со средствами ИКТ, что способствует формированию у него ИКТ-компетентности. Максимально эффективное использование учебного времени за счет методически обоснованного использования средств ИКТ позволяет повысить качество знаний. Данный подход позволит сэкономить время на объяснение новой темы, которое можно использавать на консультации и мотивацию студентов на дальнейшую самостоятельную работу.

В результате такой интенсивной совместной деятельности студентов и преподавателя вышеперечисленные компетенции совершенствуются и дополнительно формируются (базовые) ИКТ-компетенции:

7. Умение использовать различные виды электронных образовательных ресурсов и оценить их содержательно-методическую значимость.

8. Знание возможностей различных форм обучения с использованием ИКТ.

9. Представления о компьютерном и компьютеризированном эксперименте.

10. Умение использовать ИКТ для создания новых средств моделирования коллективных действий: разработка проектных и исследовательских технологий.

Третий этап - закрепление и обобщение знаний по данной теме. На семинарских и других формах занятий происходит презентация результатов индивидуальной работы, закрепление и обобщение знаний по теме, контроль и оценка знаний и умений. Даются рекомендации по изучению следующей темы в виде перечня основных явлений, понятий и свойств физических объектов.

На этом этапе вышеперечисленные компетенции совершенствуются и формируются такие (специальные) ИКТ-компетенции как:

11. Умение создавать и обработать текстовую и графическую информацию по физике, используя числовые (электронные) таблицы.

12. Умение создавать презентации о физическом объекте или процессе, используя наиболее популярные офисные программы.

13. Умение использовать компьютер для контроля и оценки знаний по физике, самооценки учебных достижений студентов.

Такая трехуровневая модель изучения новой темы позволит студентам из пассивных наблюдателей превратиться в активных участников образовательного процесса, на каждом этапе которого преподавателями и студентами используются ИКТ. Таким образом, создаются условия для ведения диалога между преподавателем и студентом и внедрения активных форм обучения.

В третьей главе «Методическая система формирования ИКТ-компетентности будущих учителей при обучении общей физике»

представлены методические рекомендации по комплексному применению ИКТ на занятиях по общей физике в соответствии с трехэтапной моделью формирования ИКТ-компетентности студентов.

Также приведен перечень информационных ресурсов, рекомендуемых нами для применения на занятиях по общей физике или в процессе самоподготовки.

Для систематизации и комплексного применения этих ресурсов рекомендуется создать каталог ЭОР для каждого занятия по всем темам курса общей физики и обращаться к ним регулярно, а не от случая к случаю.

На лекциях по общей физике преподаватель демонстрирует возможные приемы работы с информационными ресурсами и применения ИКТ в обучении. Формирование ИКТ-компетентности студентов на лекциях осуществляется за счет структурированного информационного материала, виртуальных демонстраций, анимации и моделей, видеоматериалов, постановки проблемных вопросов.

В самом начале необходимо создать электронный вариант всего лекционного материала по курсу общей физики или воспользоваться готовым продуктом. Затем в конце лекционного занятия тему следующей лекции дать студентам на дискете (или на другом носителе), чтобы они до следующего занятия:

1. Перенесли на бумажный носитель материал лекции.

2. Рассмотрели новую тему самостоятельно.

3. Подчеркнули или выделили все непонятные места.

4. Составили список вопросов к преподавателю.

5. Сделали необходимые пометки и т.д.

Кроме конспектов на бумажной основе создаются их электронные версии и размещаются в Интернет - в зале библиотеки института.

В начале лекционного занятия в течение 2-3 минут преподаватель проверяет выполнение домашнего задания. В конце лекции на экран проецируется небольшое контрольное задание или тест на 5-7 минут. Студенты выполняют задание письменно и сдают на проверку. Преподаватель проверяет работы студентов, а в это время аудитории можно продемонстрировать видеофрагменты, позволяющие объяснить принципы действия современных технических устройств, показать природные явления, сложные физические эксперименты, занимательные опыты, устройства, принцип действия, которых основан на известных физических явлениях.

Использование видеоинформации или анимации значительно усиливает обучающий эффект.

В заключение лекции обязательно делают обобщение, предлагают задание к следующей лекции. Представленный метод изложения лекций имеет следующие преимущества перед традиционным:

1. Появляется возможность изучить больший по объему материал программы курса.

2. Обучение происходит при большей активности студентов.

3. Студенты более тщательно прорабатывают лекционный материал и соответственно лучше его усваивают.

4. Студент получает образцы использования новых ИКТ, что способствует формированию у него ИКТ-компетентности.

Использование ИКТ при решении задач по физике дает студентам, будущим учителям, возможность овладеть навыками грамотной работы на компьютере, научиться решать задачи по физике при помощи прикладных пакетов или программ, проводить самостоятельные исследования с моделированием на компьютере, уметь представлять результаты расчетов в графическом виде.

Так, например, существуют большие возможности решения физических задач в среде MS Excel. Универсальная программа Excel обладает стандартным интерфейсом, данная программа отличается доступностью в изучении и простотой в управлении, результаты деятельности на рабочем листе Excel (тексты, таблицы, графики, формулы) «открыты» пользователю.

Ниже приведен пример задачи, в которой требуется определить ускорение свободного падения тела на различной широте и высоте над Землей и в частности найти значение ускорения свободного падения для города Грозного. Решение этой задачи предполагает использование программы MS Excel.

Ускорение свободного падения может быть вычислено (в м/с2) по эмпирической формуле:

g = 9,78032ф+0,0053024sin2 (<р)—0,0000058sin2 (2^>)]—3,086-1 (Г6 А ^

где (р — широта рассматриваемого места, h - высота над уровнем моря в

метрах.

G32

J] <£айд Оршкв Вин Всчвка Ч>одавг Свямс йжм Qwip Сч>*м

R3C1 » ■_JS *9,7ВКВА1 ^0,Q053Q24*SIN(R[-1 ]С|11)-SIN(R[-1 ]С[1 Q-O ДИД5гаОД-1 |C|j r2)-SIN(R|-11(

1 | 7 3,4 5 ,..■..б-.'..-".?.- ..-L -1°-

1 43,306

2 ih__130

Рис.3 Вычисление ускорения свободного падения (г. Грозный).

В ходе выполнения лабораторных работ студенты должны закрепить теоретические знания по физике и овладеть практическими навыками использования средств ИКТ, которые смогут использовать в будущей профессиональной деятельности. Проведение виртуальных лабораторных работ позволяет скомпенсировать недостаток оборудования в физической лаборатории вуза и, таким образом, научить студентов самостоятельно добывать физические знания в ходе физического эксперимента, используя виртуальные модели, тем самым появляется реальная возможность формирования ИКТ-компетентности студентов. Каждый преподаватель физики может самостоятельно сконструировать компьютерную лабораторную работу и научить этому студентов, будущих учителей физики. Для этого можно использовать интерактивные модели из мультимедийного курса «Открытая Физика.2.5». Например, целесообразно провести исследовательскую компьютерную лабораторную работу по теме «Абсолютно упругий и неупругий удары. Скорость центра масс системы».

В учебно-исследовательской и научно-исследовательской деятельности по физике формируются следующие ИКТ-компетентности:

• умения поиска, преобразования, продуцирования, систематизации информации, необходимой для решения исследовательской задачи;

• умения компьютерной обработки результатов реальных экспериментов, например, в электронных таблицах, с получением соответствующих выводов;

• умение высококачественного компьютерного представления материалов (непосредственно работы, мультимедийного сопровождения доклада и т.д.).

Студенты достаточно часто выступают с докладами при изучении обзорных тем на практических занятиях и семинарах, конференциях и т.д. Студенты представляют результаты своей работы в виде мультимедийных презентаций, что способствует формированию вышеперечисленных ИКТ-компетенций.

При формировании ИКТ-компетентности будущего учителя физики необходимо использовать межпредметные связи информатики и физики. Нами разработаны методические рекомендации по проведению обобщающих бинарных (межпредметных) занятий по некоторым разделам физики и информатики. Примером такого занятия является семинар, проведенный после изучения по физике темы «Механические колебания» и по информатике темы «Моделирование и формализация. Работа с электронной таблицей Microsoft Excel», описание которого представлено в диссертации.

В четвертой главе «Организация и проведение педагогического эксперимента» описаны этапы и результаты педагогического эксперимента.

Педагогический эксперимент проводился в 2007-2012 г.г. и состоял из трех этапов: констатирующего, поискового и обучающего.

Общие сведения об эксперименте и его участниках приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Общая характеристика педагогического эксперимента

Этап исследования Сроки проведения Сведения об участниках Место проведения

Констатирующий 2007-2008 гг. 76 студента, 8 учителей физики, 18 преподавателей физиков Москва (МПГУ), Чеченская Республика (ЧТУ, ЧГПИ, ГГНТУ)

Поисковый 2008-2009 гг. 70 студентов, 7 преподавателей физиков Москва (МПГУ), Чеченская Республика (ЧТУ, ЧГПИ, ГТНТУ)

Обучающий 2009-2012 гг. 64 студента, 3 преподавателя методиста-физика Чеченская Республика (ЧГУ, ЧГПИ, ГГНТУ)

Констатирующий этап эксперимента проводился в 2007-2008 гг. с целью изучения состояния проблемы формирования у будущих учителей ИКТ-компетентности на занятиях по общей физике. Основные результаты этого этапа экспериментального исследования приведены на 9-12 стр. автореферата.

Поисковый этап эксперимента проводился в 2008-2009 гг.; в ходе этого этапа корректировалась методическая система формирования у будущих учителей ИКТ-компетентности на занятиях по общей физике; выявлялись эффективные формы организации учебного процесса с применением ИКТ, проводилась экспертная оценка ЭОР по физике, анализировались возможности информационных источников Интернета, разрабатывался комплекс лабораторных работ, обобщенных типовых задач по физике, корректировалась система заданий для самостоятельной работы студентов, разрабатывались варианты тестовых заданий по физике с применением информационных технологий, определялись критерии сформированное™ ИКТ-компетентности.

Эффективность методики формирования ИКТ-компетентности будущих учителей мы оценивали по критериям:

1) уровень теоретических знаний студентов;

2) уровень сформированности практических умений, необходимых для дальнейшего использования ИКТ в профессиональной деятельности;

3) уровень сформированности ИКТ-компетенций.

В нашем исследовании выделены три уровня знаний и умений: низкий, средний, высокий.

Они представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Уровни сформированности ИКТ-компетентности

Критерии Уровни сформированности ИКТ-компетентности

Низкий Средний Высокий

сформировали ости теоретических знаний Знание теоретических основ ИКТ носит поверхностный характер; отсутствует четкое представление об использовании ИКТ Уровень знаний в области ИКТ недостаточен для действий в новых ситуациях Система теоретических знаний в области ИКТ сформирована, владеет навыками работы на компьютере

сформированности практических умений Отсутствуют знания о практическомпримене-нии средств ИКТ, выполняемые действия неосознаны Выполняемые при практическом применении ИКТ действия часто осознаны и результативны, но навыки к продуктивному выполнению не сформированы Характеризуется наличием практических умений, вариативностью и целенаправленностью действий, действия результативны

сформированности профессиональных компетенций Присутствует шаблонный характер деятельности при применении ИКТ, ключевые компетенции проявляются слабо, базовые и специальные отсутствуют. базовые и специальные в стадии становления Осознает значение ИКТ-компетенций для решения профессиональных задач; ищет нестандартные решения педагогических задач, сформированы все уровни компетенций, ищет собственные оптимальные варианты использования ИКТ

Для выявления уровня теоретических знаний студентов в области ИКТ сравнивались результаты обучения студентов экспериментальной и контрольной групп. Студенты экспериментальной группы изучали информатику и при их обучении физике использовались ИКТ, а студенты контрольной группы изучали только информатику.

Результаты представлены в таблице 3 и на диаграммах (рис. 4 и 5)

Таблица 3.

Результаты измерений уровня знаний и умений КГ и ЭГ до и после эксперимента

Уровень знаний и умений КГ до эксп. (24 чел.) ЭК до эксп. (25 чел.) КГ после эксп. (24 чел.) ЭГ после эксп (25 чел)

низкий 25% 6 32% 8 21% 5 0% 0

средний 63% 15 60% 15 62% 15 48% 12

высокий 12% 3 8% 2 17% 4 52% 13

Как видно из приведенных данных (таб. 3), уровень теоретических знаний студентов экспериментальной группы в области ИКТ после 22

эксперимента значительно превышает те же показатели у студентов контрольной группы, что наглядно представлено на рисунках 4 и 5.

Рис 4. Рис. 5

Для оценки достоверности различий в результатах экспериментальной и контрольной групп рассчитывался статистический критерий у?. Эмпирическое значение критерия для уровня значимости 0,05 до начала эксперимента х2о.о5 = 2,74. Критическое значение для нашего случая равно 5,99. То, что это значение больше эмпирического значения (2,74< 5,99) говорит в пользу нулевой гипотезы об отсутствии различий контрольной и экспериментальной групп до начала эксперимента. Эмпирическое значение критерия после эксперимента равно % 2 эмп. = 6,44>5,99, следовательно, различие уровня знаний студентов экспериментальной и контрольной групп после окончания эксперимента составляет достоверно. Можно сделать вывод, что эффект изменений обусловлен именно применением экспериментальной методики обучения.

Целью обучающего эксперимента (2009-2012гг.) явилась проверка гипотезы исследования, сформулированной на стр. 3 автореферата.

При решении задачи выявления уровня сформированности ИКТ-компетенций сравнительный эксперимент не проводился, так как сравнивать уровень ИКТ-компетенций студентов, при обучении которых ИКТ не использовались, и студентов экспериментальной группы не имеет смысла. Сравнивались начальный (до эксперимента) и конечный (после эксперимента) уровни ИКТ-компетенций.

Уровень сформированности ИКТ-компетенций студентов определялся путем анализа практических работ по следующим показателям:

• качество выполненного задания (высокое, среднее, низкое);

• проявление степени самостоятельности при выполнении заданий (высокая, средняя, низкая);

• умение грамотно представить методику комплексного применения традиционных и современных ИКТ обучения (высокий, средний, низкий уровени).

Результаты анкетирования студентов до и после экспериментального обучения показывают, что уровень сформированности таких компетенций как работа в текстовом редакторе, распечатка дополнительных материалов и упражнений по физике, поиск информации в Интернет, использование

цифровых энциклопедий и словарей, работа с цифровыми инструментами и программой для создания презентаций повысился на 20-30% и более.

Оценка ИКТ-иом патентное™ студентов до эксперимента

* Нв <tC:V>.TaJyrO

® ИСЮП=»у-3 ОвД»О

Оценка ИКГ-коллпетвитноети студентов после эксперимента

I J I i 11

»iKTOfiEly-O )1I

-j ИГММвДО Mi

/>«c. 7

На рисунках 6 и 7 диаграммы «Оценка ИКТ-компетентности студентов»; 1 -текстовый peflaKTopWord, 2 - распечатка дополнительных материалов по физике, 3 -программы для создания презентаций PowerPoint, 4 - электронная почта, 5 - поиск информации в Интернет, 6 - обучающие программы, 7 - цифровые энциклопедии и словари.

Также можно заметить, что такие информационные технологии, как работа с электронной доской, электронными таблицами, работа с видео, звуком и графикой, электронные тесты, сбор данных с помощью электронных лабораторий, компьютерное моделирование, освоены недостаточно. Формирование этих компетенций будет продолжено при изучении студентами дисциплины «Теория и методика обучения физике».

Были также систематизированы данные, полученные после выполнения студентами практических заданий.

Разработанные студентами новые дидактические средства, уроки с применением слайдовых презентаций, уроки решения задач с использованием компьютерных моделей проходили экспериментальную проверку во время педагогической практики в ГОУ СОШ №8, 18, 37, 39, 60 г. Грозного. Всего на базе школ экспериментальную проверку прошли конспекты уроков, дидактические материалы и другие средства по основным темам программы по физике.

Результаты педагогического эксперимента свидетельствуют о том, что основная цель исследования достигнута: разработанная методическая система формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики позволила повысить качество профессиональной подготовки, сформировать у будущих учителей ориентацию на использование ИКТ в педагогической деятельности, заложить научно-методические основы и постоянное стремление к непрерывному образованию.

Заключение

1. В ходе исследования проанализированы задачи учителя физики в области ИКТ, выявлены смысл и содержание понятий «компетенция» и «компетентность», сущность понятия «ИКТ-компетентность».

2. Определены специальные ИКТ-компетенции будущих учителей физики и те из них, которые могут быть сформированы на занятиях по общей физике.

3. Выявлено состояние проблемы формирования у будущих учителей ИКТ-компетентности на занятиях по общей физике в Чеченской Республике. Показано, что исследования, посвященные комплексному изучению возможностей формирования профессиональных компетенций в области ИКТ при изучении общей физики, отсутствуют. Сделан вывод о том, что использование ИКТ преподавателями, учителями физики и будущими учителями физики в педагогической практике отстает от современных требований.

4. Определены теоретико-методологические подходы к построению модели методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики на занятиях по общей физике: компетентностный, личностно-ориентированный, деятельностный и системный.

5. Представлена трехэтапная модель изучения учебного материала с использованием ИКТ, соответствующая вышеперечисленным теоретическим подходам.

6. На основе модели разработана и представлена методическая система формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики. Методика обучения студентов - будущих учителей физики, обеспечивающая формирование ИКТ-компетентности по физике является элементом общей системы методической подготовки и реализуется в учебной деятельности студентов, основными формами организации которой являются лекции, семинары, практические и лабораторные занятия, выполнение учебных экспериментов и самостоятельной работы студентов.

7. Раскрыто содержание критериев эффективности методики формирования ИКТ-компетентности будущих учителей:

1) уровень теоретических знаний студентов;

2) уровень сформированности практических умений в области ИКТ;

3) уровень сформированности ИКТ-компетенций.

8. В результате проведения педагогического эксперимента подтверждена гипотеза исследования. Разработанная методика позволяет повысить эффективность подготовки студентов в области применения новых ИКТ в обучении физике в целом, способствует повышению уровня знаний студентов по физике, формированию профессиональных компетенций будущего учителя физики.

Результаты исследования можно рассматривать как важный шаг к более эффективному формированию ИКТ-компетенций студентов при обучении их общей физике. Дальнейшие исследования могут быть направлены на разработку методики формирования ИКТ-компетенций будущего учителя физики в курсе теории и методики обучения физике.

Основное содержание диссертационного исследования отражено в следующих публикациях:

1. Абдурагимова З.М. Возможности научно-практических конференций в процессе формирования ИКТ-компетентности студентов. / Н.С. Пурышева, З.М. Абдурагимова, А.Х. Матиев // Известия Высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Естественные науки,-

2012. -№2,- С.45-47. - 0,44 пл. (авторских-0,40 пл., 91%).

2.Абдурагимова З.М. Трехэтапная модель формирования профессиональной ИКТ -компетентности студентов при обучении физике. / З.М.Абдурагимова // Школа будущего. - 2013 - ЛН (февраль). - 50-54.(0,31пл.).

3. Абдурагимова, З.М. Формирование информационной и коммуникационной компетентности будущего учителя при обучении общей физике. / Н. С. Пурышева, 3. М. Абдурагимова // Известия Чеченского государственного педагогического института. Научный журнал. - 2009. - №1(01). - С. 62-65.(0,39, авторских - 0,3 п.л., 79%).

4. Абдурагимова, З.М. Самостоятельная работа студентов - ведущая форма организации образовательного процесса в школе и вузе. / З.М. Абдурагимова // Известия Чеченского государственного педагогического института. Научный журнал. - 2010. - №1(03). - С. 48-53.(0,44п.л.).

5. Абдурагимова, З.М. Условия внедрения в образовательный процесс информационных и коммуникационных технологий. / 3. М. Абдурагимова // Материалы VIII Международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», Часть 4. -М.:МПГУ, 2009. - С. 105-107.(0,31п.л.).

6. Абдурагимова, 3. М. Роль курса общей физики в решении задачи формирования у будущих учителей ИКТ-компетентности. / 3. М. Абдурагимова / /Физическое образование: проблемы и перспективы развития: материалы 9-й Международной научно-методической конференции, 1-4 марта 2010 года / Mill У; РГУ им. Есенина. 4.2. - М., Рязань, 2010.-С.159-163.(0,31п.л.).

7. Абдурагимова, З.М. Формирование ИКТ-компетентности будущих учителей на практических занятиях по общей физике. / З.М. Абдурагимова // Физическое образование: проблемы и перспективы развития: материалы 9-й Международной научно-методической конференции, 1-4 марта 2010 года / МПГУ; РГУ им. Есенина. 4.2. - М., Рязань, 2010,- С. 155-158.(0,44п.л.).

8. Абдурагимова, З.М. Учебный физический эксперимент. / З.М. Абдурагимова // Наука, образование, инновации. Материалы Всероссийской научно - практической конференции, г. Грозный, 26-27 ноября 2011 года. В двух томах. Т.2- Махачкала: АЛЕФ, 2012. -.С. 4-9.(0,44п. л.).

9. Абдурагимова, З.М. Формирование информационной и коммуникационной компетентности будущих учителей в учебно-исследовательской деятельности. / З.М. Абдурагимова // X Международная научно-методическая конференция «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», посвященная 110-летию факультета физики и информационных технологий МПГУ / Мое. пед. гос. ун-т, журн. «Наука и школа», журн. «Школа будущего». Ч. 2 - М.: МПГУ, Издатель Карпов Е.В., 2011. - С. 191-194.(0,31п.л.).

10. Абдурагимова, З.М. Формирование информационно-коммуникационной компетентности студентов через научно-исследовательскую деятельность. / З.М.Абдурагимова // Материалы XII Международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», посвященной 90-летию со дня рождения С. Е. Каменецкого. Часть 2. - М.: МПГУ, 2013. - С.170-173. (0,31п.л.).

11. Абдурагимова, З.М. Некоторые рекомендации оптимального использования электронных средств образовательного назначения на занятиях по физике. / Н. С. Пурышева, 3. М. Абдурагимова. // Вестник. ФИЗИКА. МАТЕМАТИКА. ИНФОРМАТИКА. Межвузовский сборник научных и научно-методических работ. - №1.

- Грозный, ЧГПИ, 2011. - С.74-80. (0,38 п.л., авторских - 0,3 п.л., 79%). 12. Абдурагимова, 3. М. Использование информационно-коммуникационных технологий при решении задач по физике студентами - будущими учителями физики. / 3. М. Абдурагимова, М.Б. Солтамурадов, М. М. Бакаев. // Вестник. ФИЗИКА. МАТЕМАТИКА. ИНФОРМАТИКА: Межвузовский сборник научных и научно-методических работ. -Грозный, 2012. - №2. - С.78-87. (0,38 пл., авторских - 0,28 п.л., 74%).

Подписано к печати 24.05.2013 Объем 1,5 п.л. Заказ № 20 Тираж 100 экз.

ГУ Т.МПГУ

Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Абдурагимова, Зара Мовладиновна, Москва

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский педагогический государственный университет»

На правах рукописи

04201358106

Абдурагимова Зара Мовладиновна

13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания (физика)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Научный руководитель -доктор педагогических наук профессор Пурышева Н.С.

Москва-2013 год

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ..................................................................................4

Глава 1. Состояние проблемы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики..........................................................................20

1.1. Профессиональные задачи и ИКТ-компетентность учителя физики.................................................................................20

1.2. Анализ исследований, посвященных подготовке студентов к использованию ИКТ в обучении физике......................................40

1.2.1.Работы, посвященные методике применения новых информационных технологий при обучении физики в школе..................................................................................40

1.2.2.Работы, где рассматривается преподавание физики в непедагогических вузах...........................................................44

1.2.3 .Работы, где рассматривается преподавание физики в педагогических вузах.............................................................46

1.3. Анализ педагогической практики формирования ИКТ-

компетентности будущих учителей физики..................................53

Выводы по главе 1.................................................................60

Глава 2 Теоретические основы методической системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики.........................................62

2.1. Подходы к построению системы формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики..................................62

2.2. Модель методической системы формирования ИКТ-компетенции

будущих учителей при обучении общей физике............................72

Выводы по главе 2.................................................................92

Глава 3. Методическая система формирования ИКТ-компетентности

будущих учителей физики..............................................................94

3.1. Образовательные порталы и сайты сети Интернет в области естественнонаучного образования и цифровые учебные издания по

физике на CD, рекомендуемые нами для обучения физике. ..........................................................................................94

3.2. Формирование ИКТ-компетентности студентов на лекциях по общей физике.................................................................................100

3.3. Формирование ИКТ-компетентности у будущих учителей на практических занятиях по физике...............................................112

3.4. Формирование ИКТ-компетентности студентов при организации и проведении лабораторных занятий и учебного физического эксперимента........................................................................118

3.5. Самостоятельная работа студентов - ведущая форма организации образовательного процесса в вузе.............................................132

3.6. Использование ИКТ в учебно-исследовательской деятельности студентов.............................................................................137

3.7. Формирование ИКТ-компетентности студентов при подготовке и проведении семинарских занятий и научно-практических

конференций........................................................................141

Выводы по главе 3..................................................................155

Глава 4. Организация и результаты педагогического эксперимента..........157

4.1 Организация педагогического эксперимента...........................157

4.2 Констатирующий педагогический эксперимент и его результаты............................................................................159

4.3 Содержание и результаты поискового и обучающего этапов

педагогического экспериментов................................................162

Выводы по главе 4...............................................................176

Заключение..........................................................................177

Библиографический список...................................................179

Приложения........................................................................209

ВВЕДЕНИЕ

Проблемам подготовки учителей в области информатики и ИКТ, использования средств ИКТ в предметной области посвящены исследования

С.А. Бешенкова, Т.А. Бороненко, В.А. Бубнова, И.Б. Готской, С.Д.

Каракозова, A.A. Кузнецова, В.JI. Матросова, И.В. Роберт, Н.И. Рыжовой, Е.К. Хеннер и др. Методическим основам использования компьютеров на уроках физики исследуются в работах П.А. Абросимова, Л.И. Анциферова, Г.А. Бордовского, В.А. Извозчикова, В.А. Кондратьева, В.В. Лаптева, О.Б. Медведевой, C.B. Панюковой, А.Д. Ревунова, A.B. Смирнова, A.M. Слуцкого, и др. Для курса физики средней школы разработаны ЭОР и методики их применения, что отражено в работах H.H. Гомулиной, П.С. Дроздова, A.A. Ездова, A.B. Кудрявцева, Е.А. Маниной, O.E. Макаровой, И.М. Нуркаевой, О.Г. Смоляниновой и др. Эти работы затрагивают отдельные направления методики обучения физике с использованием средств новых информационных технологий. Существенно меньшее внимание уделяется проблемам подготовки учителя физики к использованию ИКТ на уроках и во внеурочной деятельности учащихся: существует небольшое число работ исследующих возможности курса теории и методики обучения физике в решении этой задачи (А.В.Смирнов, С.А.Смирнов, С.В.Лозовенко), практически не рассматривается формирование ИКТ-компетенций студентов-будущих учителей физики в процессе изучения специальных дисциплин, в том числе курса общей физики. В то же время специальные дисциплины обладают определенным потенциалом, использование которого может внести вклад в ее формирование у будущего учителя. Таким потенциалом обладает и дисциплина «Общая физика» в силу особенностей ее содержания. При ее изучении ИКТ могут применяться в разных формах на различных видах занятий: во время лекций, практических и лабораторных занятий, при самоподготовке и для контроля степени усвоения обучаемыми учебного материала.

Данные констатирующего эксперимента и анализ педагогической

практики формирования у будущих учителей физики ИКТ-компетенции

позволяют констатировать, что отсутствует системный подход к решению

этой проблемы, ИКТ используются фрагментарно, не на всех формах

учебных занятий. Преподавателями на занятиях по общей физике не

ставится задача формирования ИКТ-компетенции, они считают, что это задачи дисциплин «Информатика» и «Методика преподавания физики». Использование персонального компьютера для большинства студентов на протяжении пяти лет обучения в вузе сводится к набору и распечатке текста курсовых работ и дипломного проекта. Они не видят в компьютере рабочего инструмента при решении физических задач и упражнений, в исследовательской работе и при подготовке к практическим конференциям и прочее и, как следствие, профессиональная подготовка учителей сильно отстает от современных требований к нему со стороны общества, детей и родителей.

Все вышесказанное свидетельствует о наличии ряда противоречий:

Объект исследования: процесс подготовки по общей физике будущих учителей физики в педагогическом вузе.

Цель, предмет и гипотеза исследования обусловили основные задачи исследования:

1. Выявить сущность понятия «ИКТ-компетентность» учителя.

2. Определить компоненты ИКТ-компетентности будущего учителя физики.

7. Разработать критерии сформированное™ у будущих учителей профессиональной компетентности в области ИКТ.

8. Осуществить педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования.

Методологическую основу исследования составили:

- работы в области теории, методологии и практики информатизации образования (A.A. Абдулкадыров, ЯЛ. Ваграменко, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, С.А. Жданов, А.А.Кузнецов, В.В. Лаптев, М.П. Лапчик, И.В.Роберт, И. А. Румянцева и др.);

Для решения поставленных задач использовались следующие методы

исследования: теоретический анализ состояния проблемы на основе

изучения методической, дидактической, психологической и специальной

литературы, диссертационных исследований по проблеме исследования;

материалов конференций по использованию ИКТ в образовании,

нормативных документов, определяющих структуру и содержание профессиональной подготовки учителя физики в области ИКТ педагогическом вузе, моделирование, прямое и косвенное наблюдение, беседа, анкетирование, интервьюирование, проведение педагогического эксперимента.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

4. Определены специальные ИКТ-компетенции будущих учителей физики, формирование которых является целью высшего педагогического образования и в формирование которых может внести изучение общей физики.

учитывающая региональные особенности Чеченской республики и реализуемая в рамках трехэтапной структуры процесса изучения учебного материала.

Теоретическая значимость исследования: состоит в том, что его результаты вносят вклад в развитие теории и методики обучения физике в вузе за счет:

Практическая значимость исследования заключается в том, что:

• разработана и апробирована методика формирования ИКТ-компетентности будущих учителей физики;

• результаты исследования, выводы и предложения могут стать основой

для совершенствования содержания и организации процесса

профессиональной подготовки учителя физики; быть использованы в

различных сферах образования (вуз, школа, курсы повышения

квалификации) разными категориями педагогов (преподавателями вузов, учителями, методистами); также материалы могут быть полезны при разработке программ педагогических дисциплин. Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются исходными методологическими положениями, соответствующими современным тенденциям в образовании; адекватностью методов ис