Обучение физике в техническом университете на основе применения информационных технологий

Ерофеева, Галина Васильевна

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: Обучение физике в техническом университете на основе применения информационных технологий

Автореферат

Автор научной работы: Ерофеева, Галина Васильевна
Ученая степень: доктора педагогических наук
Место защиты: Томск
Год защиты: 2005
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Обучение физике в техническом университете на основе применения информационных технологий"

На правах рукописи

ЕРОФЕЕВА Галина Васильевна

ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Москва - 2005

Работа выполнена на кафедре общей физики Томского политехнического университета

Научный консультант

доктор физико-математических наук, профессор

КРЮЧКОВ Юрий Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

профессор

ИЛЬИН Вадим Алексеевич

доктор педагогических наук, профессор

ЧЕРВОВА Альбина Александровна

Ведущая организация

доктор педагогических наук, профессор

АЙЗЕНЦОН Александр Ефимович

Томский государственный педагогический университет

Защита состоится 15 мая 2006 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.05 при Московском педагогическом государственном университете по адресу:

119992, г. Москва, ГСП-2, ул. М. Пироговская, д. 29, ауд. № 30.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу:

119992, г. Москва, ГСП-2, ул. М. Пироговская, д.1.

Автореферат разослан « ^ у> О, 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

^ н.В. Шаронова.

Общая характеристика исследования

Актуальность исследования. Следствием преобразований российского общества является создание высших учебных заведений нового типа - технических университетов. Технический университет рассматривается как центр интеграции науки, образования и культуры, осуществляющий преимущественно фундаментальные исследования и подготовку профессионалов для научно-технической деятельности по широкому спектру направлений и специальностей.

В современных условиях выпускник технического университета должен быть готов к инновационной инженерной деятельности - к разработке и созданию новых техники и технологий, доведенных до вида товарной продукции, обеспечивающей новый социальный и экономический эффект, а потому и конкурентоспособной.

Специфика учебного процесса в техническом университете состоит в практической направленности изучаемых дисциплин, при этом физика представляет собой фундаментальную основу дисциплин технического направления (электротехника, микроэлектроника, материаловедение, сопротивление материалов, прикладная механика, теоретическая механика, геофизика и др.), она также связана с дисциплинами гуманитарного и экономического направлений (философия, история, экономика и др.). Т.е. физика в техническом университете является основой взаимосвязанных дисциплин, взаимодействующих в учебном процессе с субъектом (обучающимся). В этом плане можно говорить о необходимости системного подхода к изучению дисциплин технического и гуманитарного направлений в техническом университете. Кроме того, для быстрой адаптации выпускников в изменяющихся социально-экономических условиях обучение должно быть тесно связано с наукой и производством.

При организации учебного процесса в техническом университете необходимо учесть также особенности студентов, прежде всего то, что они обладают техническими способностями, которые характеризуются: развитым пространственным воображением; способностью к комбинированию; наблюдательностью; особенностью восприятия техники; развитым логическим мышлением; математическими умениями и навыками; взаимодействием наглядно-образного и понятийно-логического мышления; навыками сенсорного манипулирования с техническими устройствами; невербальным интеллектом; для развитого технического мышления характерно сложное динамическое взаимодействие и взаимосвязь понятийных и образных компонентов.

Таким образом, с одной стороны, задача подготовки высокопрофессионального специалиста в техническом университете напрямую связана с эффективностью процесса обучения физике в данном университете. С другой стороны, в Государственных образовательных стандартах (образца 2001 г.) на большой объем материала по физике отводится в два раза меньшее число аудиторных часов по сравнению с учебными планами 1999 — 2000 гг. Поэтому необходима разработка специальных научно-методических материалов для обеспечения самостоятельного изучения студентами части разделов курса физики и последующего контроля знаний. Таким образом, существует противо-

речие между необходимостью подготовки в технических университетах высокопрофессионального специалиста, владеющего фундаментальными знаниями по физике, и отсутствием соответствующего научно-методического обеспечения учебного процесса.

Как следует из анализа содержания приказов и инструктивных писем Минобразования, большое значение в образовании придается внедрению новых информационных технологий (НИТ): инструктивное письмо Минобразования «Об активизации самостоятельной работы студентов высших учебных заведений» от 27.11.2002 г. № 14-55-936 ин/15; приказ № 362 от 13.03.95 г. (рекомендуется «... усилить концептуальное и ресурсное сопровождение и поддержку процесса информатизации высшего образования»); приказ № 727 от 10.03.2000 г. (в качестве важнейших императив указывается «разработка и реализация мер по поддержке инновационных подходов и внедрения новых информационных технологий»),

• Целым рядом исследований доказана эффективность применения НИТ в обучении физике, в том числе для организации самостоятельной работы студентов (В.П. Беспалько, Л.Х. Зайнутдинова, В.А. Ильин, А.Н. Мансуров, В.М. Монахов, И.В. Роберт, В.К. Селевко и др.).

Информатизация образования при соответствующем программном и методическом обеспечении позволяет решить многие образовательные задачи. Однако анализ использования новых информационных технологий в учебном процессе свидетельствует о недостаточном и бессистемном применении НИТ как при обучении физике, так и другим дисциплинам (Т. Гергей, Б. С. Гершун-ский, Л.Х. Зайнутдинова, Е.И. Машбиц, Е.С. Полат и др.). Об этом же говорит и, проведенное нами исследование. Поэтому в этом направлении наметилось противоречие между назревшей необходимостью широкого внедрения информационных технологий в учебный процесс и их недостаточным методологическим, дидактическим и методическим обеспечением, а также фрагментарным применением НИТ на отдельных видах занятий по физике.

В инструктивном письме Министерства по науке и образованию ректорам высших учебных заведений (от 17.03.99 № 07-55-126ин) отмечается, что в настоящее время «... главной проблемой информатизации образования является отсутствие единого подхода в формировании новых направлений применения информационных технологий в образовательной деятельности». Это свидетельствует о наличии еще одного противоречия между существованием в практике различных направлений применения НИТ и отсутствием единого подхода к методологии применения НИТ в образовании.

Эти противоречия обуславливают проблему разработки концепции и методики обучения физике в техническом университете с применением НИТ.

риваются не как совокупность традиционных автономных курсов, а как единые циклы дисциплин, связанные общей целевой функцией и междисциплинарными связями. Поскольку физика в техническом университете связана со всеми дисциплинами учебного плана, как технического (ОПД и СД дисциплинами), так и гуманитарного направлений (философией, экономикой, социологией, психологией и др.), она может послужить основой для такой совокупности дисциплин, связанных единой методологией системного подхода к применению НИТ.

Проблема фундаментальности обучения физике не является новой, этой проблеме посвящены многочисленные исследования В.И. Байденко, A.A. Вербицкого, Г.П. Вяткина, А.Д. Гладуна, О.Н. Голубевой, В.В. Долженко, И .Я, Мелик-Гайказян, Н.П. Калашникова, В.Н. Козлова, Л.В. Масленниковой, Е.А. Румбенгга, A.B. Субетто, А.Д. Суханова, В.Е. Шукшунова и др., время от времени она рассматривается на научно-методических конференциях, обсуждается на страницах журналов и т.п.

Одной из наиболее острых проблем на пути фундаментализации высшего технического образования является проблема преодоления разобщенности учебных курсов естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных дисциплин. Это разобщение возникло еще в период дифференциации научного знания как необходимое условие развития научной мысли. Поиск и реализация интегрирующих моментов в процессе обучения физике и другим дисциплинам (химии, биологии, математике, философии и т.п.) по-прежнему остается важнейшей методологической и педагогической проблемой технической высшей школы.

Возможность интеграции знаний в методологическом и методическом планах состоит в выявлении общности в подходах и методах, используемых различными науками и пронизывающих обучение по горизонтали и вертикали. Необходимо выявить, зафиксировать и закрепить в сознании студентов общие стороны в приемах анализа многих дисциплин (например, дифференциально-интегральный метод расчета в задачах по физике, нормальный закон распределения случайных величин при расчете погрешностей измерений в лабораторном практикуме и т.п.). И эти методы, и приемы должны отложиться в сознании студентов как подходы, пригодные для использования в широком диапазоне технологических ситуаций.

Многочисленные методические и методологические исследования были проведены по согласованию дисциплин учебного плана (М.Н. Берулава, С.П. Гаврилов, И.Д. Зверев, В.М. Зеличенко, Н.И. Резник, A.B. Усова, Н.К. Чапаев, A.A. Червова и др.) и по проблемам методологической подготовки специалистов (А.И. Бугаев, В.А. Дмитриенко, Л.Я. Зорина, С.Е. Каменецкий, М.Г. Минин, Э.И. Монозсон, В.Н. Мошанский, Ю.К. Бабанский, A.A. Вербицкий и др.). Однако пока не разработаны все элементы методики согласования дисциплин образовательного цикла в техническом университете. Именно согласование дисциплин учебного цикла показывает насколько глубоко связана физика практически со всеми специальными дисциплинами. Очевидным достоинством такого рассмотрения является включение в региональный и вузов-

ский компоненты образовательного стандарта (ОС) научных достижений преподавателей как связующих звеньев общего и профессионального курсов.

Таким образом, отсутствие системного подхода к применению НИТ в учебном процессе технического университета, недостаточная теоретическая и практическая разработанность системного подхода к решению задачи методического и программного обеспечения и продуктивной деятельности студентов на всех видах занятий по физике обусловили актуальность исследования и определили выбор темы диссертационного исследования: «Обучение физике в техническом университете на основе применения информационных технологий».

Цель исследования: обоснование и разработка концепции и методики обучения физике студентов технических университетов на основе применения информационных технологий.

Объектом исследования выбран процесс обучения физике в техническом вузе.

Предмет исследования: методическая система обучения физике студентов технических университетов на основе применения новых информационных технологий.

Гипотеза исследования. Если в основу обучения физике в техническом университете положить системный подход к применению информационных технологий и при этом:

- разработать концепцию, определяющую теоретико-методологические основы системы обучения физике в техническом университете при применении информационных технологий на всех видах занятий по физике;

. образования студентов технического университета и системного подхода к применению НИТ;

- построить методическую систему и ее модель обучения физике в техническом университете, системообразующими элементами которой являются согласование программ дисциплин учебного плана и новые информационные технологии;

- разработать и применить методику создания и реализации компьютерных обучающих систем по физике для проведения практических занятий и самостоятельной работы студентов; при проведении лекций использовать информационные технологии для создания обратной связи; при проведении лабораторных работ использовать компьютерную графику;

- в общую структуру предметной подготовки ввести рейтинговую систему оценки знаний на всех видах занятий по физике с использованием НИТ,

то можно повысить эффективность обучения студентов физике в техническом университете. Под эффективностью обучения понимается: объем знаний студентов, их прочность, интерес к обучению.

В соответствии с поставленной целью и гипотезой были определены основные задачи диссертационного исследования:

1. выявить теоретические основания применения НИТ на всех видах занятий при обучении физике и другим дисциплинам в техническом вузе, а также адекватного научно-методического обеспечения учебных занятий;

2. разработать концепцию методической системы обучения физике в техническом университете на основе системного подхода к применению информационных технологий, с учетом специфики технического университета и единства фундаментальной, профессиональной и гуманитарной составляющих образования студентов технического университета;

3. разработать теоретически обоснованную методическую систему и ее модель обучения физике с применением НИТ на всех этапах учебного процесса и при организации самостоятельной работы студентов, включающую:

- согласование программ естественнонаучных, математических, общепрофессиональных, специальных и гуманитарных дисциплин;

- разработку методики создания и внедрения компьютерных обучающих систем для проведения практических занятий и самостоятельной работы студентов;

- разработку рейтинговой системы оценки знаний студентов на всех видах занятий по физике с использованием НИТ;

- разработку адекватного программно-методического обеспечения лекционного курса, практических и лабораторных занятий и самостоятельной работы студентов;

- экспериментальное исследование эффективности предлагаемого подхода к организации процесса обучения физике в техническом университете.

Методологической основой исследования являются:

— работы в области системного подхода, методологических проблем теоретического познания, соотношения научного и учебного познания, философии и гносеологии (Г. Гегель, В.Д. Губин, Н.В. Бряник, В.В. Ильин, В.А. Кан-ке, Дж. Локк, Б.И. Липский);

— научные идеи в области фундаментализации образования: В.И. Байденко, A.A. Вербицкого, Г.П. Вяткина, А.Д. Гладуна, О.Г.Голубевой, В.В. Долженко, И.Я. Мелик-Гайказян, Н.П. Калашникова, В.Н. Козлова, Л.В. Масленниковой, A.B. Субетто, А.Д. Суханова, В.Е. Шукшунова и др. и в области разработки и применения компьютерных технологий (В.П. Беспалько, И.М. Бобко, Т.П. Воронина, Г. Гварамия, Б.С. Гершунский, B.C. Диев, Л.Х. Зайнутдинова, К.К. Колин, В.В. Лаптев, Д.Ш. Матрос, И.И. Мешков, В .П. Монахов, П.И. Пидкасистый, Е.С. Полат, В.И. Попенков, И.В. Роберт, В.К. Селевко, A.B. Смирнов и др.);

— научные основы социального опыта в трудах психологов и педагогов в том числе и в области, определяющей требования к созданию обучающих систем (Е.Е. Алгинин, В.Д. Алексеев, О. Ашхотов, Ю.К. Бабанский, Б.И. Верш-

нин, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, Т.Н. Гергей, В.П. Зинченко, Е.И. Машбиц, A.A. Митькин, H.H. Моисеев, И.Н. Носс, В.В. Рубцов, С.И. Са-мыгин, В .Я. Синенко, И.Ю. Соколова, Р.Л. Солсо, Н.Ф. Талызина, В.Д. Шад-риков и др.);

- дидактические исследования по проблеме оптимизации учебного процесса, форм и методов структурирования содержания обучения (Ю.К. Бабан-ский, В.П. Беспалько, И.М. Бобко, М.А. Данилов, Ю.П. Дубенский, В.И. За-гвязинский, А. Кузнецов, И.Я. Лернер, В. Оконь, И.В. Роберт, A.B. Хуторской) и контроля знаний (B.C. Аванесов, В.И. Васильев, А.Ю. Деревнина, А.Н. Майоров, Е. Михайлычев);

- . идеи и исследования в области теории и методики преподавания физики, в том числе в технических вузах (В.Е. Важеевская, В.А. Ильин, С.Е. Каме-нецкий, А.Н. Мансуров, Н.С. Пурышева, В.Я. Синенко, Е. Синицын, A.B. Усова, А.А Червова, Н.В. Шаронова, O.A. Яворук и др.; А.Е. Айзенцон, X. Гулд, Ю.П. Дубенский, Н.М. Зверева, Л.В. Масленникова, И.И. Мешков, А.И. Пи-липенко, А.И. Подольский, Я. Тобочник, Л.Ф. Филатова и др.).

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

- анализ содержания документов по модернизации Российского образования с целью выявления новых методов и подходов в образовании;

- научно-методический анализ психолого-педагогической и методической литературы по теме исследования с целью выявления методологических основ и обоснования системного подхода в применении новых информационных технологий на всех видах занятий по физике и содержания Государственных образовательных стандартов профессионального высшего образования, учебных программ, планов и дидактических пособий;

- метод системно-структурного построения содержания учебных предметов в вузе;

- метод моделирования учебного процесса в компьютерных обучающих системах;

- педагогический эксперимент в различных его видах;

- методы математической статистики для количественных оценок результатов эксперимента.

Научная новизна исследования заключается в следующем: 1. Разработана концепция методической системы обучения физике в техническом университете с учетом специфики технического университета и использованием НИТ, в основе которой лежит системный подход к применению новых информационных технологий на всех видах занятий по физике при реализации:

- дидактических принципов (научность, профессиональная направленность, наглядность, доступность, индивидуальность, интерактивность, адаптивность обучения, коммуникативность, системность);

— психолого-педагогических подходов с учетом когнитивной и деятельно-стной теорий учения;

— частно-методических принципов, учитывающих специфические особенности физики как науки.

2. Разработана модель методической системы обучения физике в техническом университете, системообразующими элементами которой являются согласование программ дисциплин учебного плана и новые информационные технологии.

3. Предложен и реализован инновационный матричный подход согласования математических, естественнонаучных, общеобразовательных, специальных и гуманитарных дисциплин учебного плана технического вуза на основе их междпредметных связей.

Матричный подход включает составление матрицы согласования дисциплин на основе выявленных межпредметных связей и разработанных целевых установок.

4. В соответствии с системным подходом к применению информационных технологий на всех видах занятий по физике разработаны структура, компоненты и программное обеспечение компьютерной обучающей системы по физике с обратной связью, включающей поливариантное методическое обеспечение с датчиком случайных чисел для разброса данных, задачи с компьютерными экспериментами, рейтинговую систему контроля знаний, статистические данные успеваемости каждого студента (реализация принципов интерактивности, коммуникативности, наглядности, доступности, индивидуальности, психолого-педагогических и дидактических принципов, когнитивной и дея-тельностной теории обучения), а также методику применения обучающей системы для проведения практических занятий и занятий по контролю знаний. Методическое обеспечение интерактивной обучающей системы (ИОС) включает разделы физики согласно рабочей программе, составленной на основе образовательного стандарта технического вуза.

5. В рамках системного подхода к применению информационных технологий при обучении физике разработано методическое обеспечение лекционного курса, содержащее структурированный материал лекций, анимации, модели физических явлений, контрольно-измерительные материалы и т.п. Контроль знаний на лекции предусматривает наряду с репродуктивной познавательной деятельностью студентов элементы их продуктивной деятельности.

6. Предложена и реализована методика включения научных достижений преподавателей вузов в качестве региональных и вузовских компонентов образовательных стандартов вузов (реализация принципов «профессиональная направленность», «адаптивность»).

7. Разработано информационно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (создан ряд видеолекций по курсу физики, содержащий информационный материал, анимации, модели, съемки опытных лекционных демонстраций). В дополнение к видеолекциям разработана методика совместного применения видеолекций и интерактивной обучающей системы для самостоятельной работы студентов, индивидуального обучения и т.п.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его результаты вносят вклад в развитие теоретических основ методики обучения студентов в техническом университете. В частности:

- выявлена специфика технического университета;

- проанализированы направления модернизации российского образования;

- расширены теоретические представления об использовании НИТ в обучении физике студентов технического университета, в том числе:

- дан анализ функциональных возможностей информационных технологий в образовании;

- разработаны теоретико-методологические основы системного применения информационных технологий на всех видах занятий по физике (целостность курса, адекватность современным принципам структурирования содержания, концентрированность изложения фундаментальных законов);

- указаны специфические особенности обучения физике;

- теоретически обоснованы и разработаны концептуальные положения и построены методическая система и модель обучения студентов физике в техническом университете на основе применения информационных технологий;

- получили развитие теоретические основы организации самостоятельной работы студентов технических вузов; определены дидактические и методические основания организации самостоятельной работы студентов на базе информационных технологий (разработана методика создания видеолекций и совместного применения ее с обучающей системой).

Практическая значимость исследования определяется тем, что:

1. Разработана система обучения студентов технических университетов физике на основе системного подхода к организации учебного процесса и к применению в нем НИТ, которая может быть использована для создания обучающих систем при изучении других дисциплин.

2. Разработаны дидактические материалы по лекционному курсу физики в технических университетах (в автоматизированных аудиториях с обратной связью), дидактические материалы для интерактивной обучающей системы (проведение практических занятий), дидактические материалы для проведения лабораторных работ, имеющих выход на компьютер. Методическое обеспечение используется преподавателями кафедр физики Томского политехнического университета и других вузов.

3. Создана и реализована компьютерная обучающая система по физике, которая успешно функционирует в учебном процессе Томского политехнического университета и других вузов.

4. Опубликованы учебные пособия, методические рекомендации, дидактические материалы для преподавателей и студентов технических университетов, в которых изложены основы применения информационных технологий.

5. Предложен и реализован матричный подход к методике согласования естественнонаучных, математических, общепрофессиональных и специальных дисциплин учебного плана специальностей технического университета, кото-

рый может быть использован преподавателями вузов для согласования курсов других дисциплин.

6. Внедрение разработанных учебно-методических материалов позволяет повысить эффективность обучения студентов физике в техническом университете.

Первый этап связан с изучением документов по модернизации российского образования, учебных планов и программ различных дисциплин технического и гуманитарного направлений, результатов анкетирования студентов и экспертных оценок преподавателей. В результате были выявлены проблемы в высшем образовании России и направления их решения в свете основных составляющих новой образовательной программы. Для определения теоретической и общей методологической основ исследования осуществлялись изучение и анализ литературы по философии, педагогике, психологии, теории систем, образовательным технологиям.

Второй этап (1994 - 1995 гг.) связан с разработкой основ комплексной технологии проектирования содержания и последовательности изложения естественнонаучных, математических, общеинженерных и специальных дисциплин. В соответствие с программой курса физики, согласованной с программами других дисциплин, был разработан комплекс дидактических и методических, а также демонстрационных материалов для чтения лекций в аудиториях с обратной связью и внедрен в учебный процесс. На этом этапе разработано методическое обеспечение лекционного курса, а также элементы компьютерных обучающих систем.

Третий этап (1996 - 2000 гг.) был посвящен разработке и внедрению интерактивной обучающей системы по физике на базе компьютеров Макинтош в учебный процесс, уточнением и корректировкой сценария, текста, программы, разработкой новых сценариев и программ для последующих занятий с проведением эксперимента по исследованию системы, и разработкой и внедрением версии интерактивной обучающей системы на платформе IBM PC и проведением педагогического эксперимента.

На четвертом этапе (2000 - 2004 гг.) была разработана методика создания видеолекций и методика совместного применения видеолекций и интерактивной обучающей системы, был проведен педагогический эксперимент, подведены итоги исследования, написана монография и завершена работа над диссертацией.

На защиту выносится:

1. Концепция методической системы обучения студентов физике в техническом университете, учитывающая специфику технического университета, в основе которой лежит системный подход к применению НИТ на всех видах занятий по физике, трактуемый нами как целенаправленное и целесообразное применение информационных технологий в учебном процессе.

ционные технологии, инвариантные к организации учебного процесса других дисциплин, с учетом:

- органического включения студентов в активную творческую деятельность, их участия в научно-исследовательской работе и непрерывной связи учебного и научного процессов, благодаря разработке методики включения научных достижений преподавателей вуза в качестве региональных и вузовских компонентов образовательного стандарта;

— принципа профессиональной направленности обучения, реализации которого способствует согласование программ физики с общепрофессиональными и специальными дисциплинами;

- дидактических принципов наглядности, доступности, адаптивности, коммуникативности обучения, реализация которых осуществляется благодаря структурированию информационного материала лекций, видеолекций, интерактивной обучающей системы, разработанным схемам иллюстраций преемственности модельных представлений реальных объектов в физике;

— принципа интерактивности, являющегося приоритетным для педагогического проектирования профессионально и предметно ориентированных программно-дидактических систем, реализующихся благодаря разработке программных средств, обеспечивающих обратную связь с обучаемым;

3. Интерактивная обучающая система по физике, включающая разделы физики, согласно ГОСу, для проведения практических занятий и самостоятельной работы студентов, содержащая поливариантное методическое обеспечение с датчиком случайных чисел для разброса данных, задачи с компьютерными экспериментами, рейтинговую систему контроля знаний, статистические данные успеваемости каждого студента.

4. Методика организации самостоятельной работы студентов при совместном использовании видеолекций и интерактивной обучающей системы, которая формирует у студентов приемы рационального логического мышления благодаря изучению структурированного материала видеолекций, интерактивной обучающей системы, постановке проблемных вопросов, решению нестандартных задач.

Апробация результатов исследования

Основные результаты диссертации были представлены и обсуждались на следующих конференциях, съездах и симпозиумах: международной конференции «Организация методической проблемы многоуровневой подготовки специалистов в технических университетах» (Томск, 1994), International UNESCO conference of engineering education (Moscow, 1995), II международной научно-практической конференции «Технический университет: реформы в обществе и открытое образовательное пространство» (Томск, 1996), III международной научно-практической конференции «Технический университет: дистанционное техническое образование» (Томск, 1998), международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании» (Новосибирск, 1998, 2001), съезде российских физиков-

преподавателей «Физическое образование в XXI веке» (Москва, 2000), IV международной научно-практической конференции «Высшее техническое образование: качество и интернационализация» (Томск, 2000), I международной научно-практической конференции «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI в. в техническом университете» (С.-Петербург, 2001), VII Всероссийский научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-7, С.-Петербург, 2001), IV межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы взаимодействия вузов Санкт-Петербурга с регионами России в контексте реформирования образования (С.-Петербург, 2001), III Уральской региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физического образования на рубеже веков», международной научно-практической конференции «Проблемы и практика инженерного образования. Международная аккредитация образовательных программ» (Томск, 2002), II международной научно-практической конференции «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI в. в техническом университете» (С.-Петербург, 2002), VIII международной конференции «Современные технологии обучения» (С.-Петербург, 2002), V международной научно-практической конференции (Томск, 2002), международном симпозиуме «Инновационный университет и инновационное образование: модели, опыт, перспективы» (Москва, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 95 работ, объемом свыше 100 печатных листов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 312 наименований. Работа содержит 323 страницы основного текста (69 рисунков, 24 таблицы) и 4 приложения.

Основное содержание диссертации.

Во введении обосновывается актуальность исследования, раскрываются цель, задачи, методы исследования, определяются научная новизна и практическая значимость работы, формулируются основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретическое обоснование разработки методической системы обучения физике студентов технического университета» выявлены уровни научного познания (схема 1).

Физика как наука имеет глубокие исторические связи с философией и гносеологией и при ее изучении включаются указанные в схеме 1 уровни научного познания. Интуитивный и дискурсивный (включающий элементы связанного логического рассуждения) уровни познания характерны для начального школьного обучения курсу физики; конструирование и отражение свойственны процессу обучения физике в старших классах средней школы, но в наибольшей степени свойственны процессу обучения физике в техническом университете; теоретический и эпирический уровни познания, характерные для научно-исследовательской деятельности, в процесс обучения физике включаются при наличии связи науки и образования.

Схема 1

Теория познания

Обыденное

Научное

Интуитивное познание

Дискурсивное

познание -*-

Конструи- Отпаже-

рование ние

Теоретическое познание

Эмпирическое познание

Информационное отражение

Опережающее отражение

Моделирование

Модельное отражение, образ будущего

Мыслительный эксперимент, гипотетические модели

аз,

Эксперимент Наблюдение

Идеализация, абстрактные модели в теории

Теоретические конструкты в познании (абстракции и модели)

Если для реализации процесса познания необходим субъект, обладающий вполне развитым интеллектом, содержащим в себе наследственную информацию объектных взаимодействий, то для успешной реализации процесса обучения субъекту необходимо сформулировать цели и задачи обучения, усилить мотивацию к обучению, обеспечить гуманитаризацию, фундаментализацию и индивидуализацию обучения, обеспечить комфортную среду и т.п. (рис.1).

обратная связь

Рис. 1. Субъект - субъектные взаимодействия в процессе обучения

Функциональные возможности новых информационных технологий позволяют решить задачу повышения эффективности обучения студентов физике и другим дисциплинам, а также задачу обеспечения самостоятельной работы студентов при соответствующем программно-методическом обеспечении, задачу усиления мотивации к обучению, осуществить гуманитаризацию, фунда-ментализацию и индивидуализацию обучения.

Под информационной технологией мы понимаем технологию, использующую персональные компьютеры, видео- и аудиоматериалы, модели и т.п., основным принципом которой является интерактивный режим работы в сочетании с когнитивными технологиями, ориентированными на развитие интеллектуальных способностей человека. Реализация в учебном процессе уникальных возможностей информационных технологий зависит от соответствия технологий требованиям психолого-педагогической науки (психические процессы являются «средствами, инструментами и формами всякого познания»), поэтому применение информационных технологий должно быть соотнесено с психолого-педагогическими подходами к организации обучения. Кроме того, должны быть учтены дидактические, методические, методологические подходы к организации обучения. Исходя из этого, в диссертационном исследовании определены основные концептуальные аспекты повышения эффективности обучения, проведен детальный анализ информационных технологий и их применения в учебном процессе вузов и школ, выявлены психолого-

Фундамен-тализация

Гуманитаризация образования

Деятельностный, когнитивный, контекстный," проблемно-

ориентированный подходы

Дидактические, методические, педагогические принципы

Особенности физики как

дисциплины

Информатизация

Системный подход

к применению НИТ на

всех видах занятий /к компетент-

физике ^^ ности ----выпускника

технического

вуза

Личностно ориентированный подход

Рис. 2. Основные составляющие концепции обучения физике в техническом университете

педагогические, дидактические, методические, методологические подходы к организации обучения физике специалистов в техническом университете на основе применения информационных технологий.

Для решения проблемы внутренней целостности курсов, обеспечения информационной преемственности, создания активной обучающей среды, усиления эффективности и успешности обучения, на основе анализа и с учетом указанных факторов, определены основные составляющие концепции образовательного процесса в техническом университете - это фундаментализация и информатизация образования, личностно ориентированный, системный и дея-тельностный подходы, гуманитаризация образования (рис. 2).

Фундаментализация образования в техническом университете на современном этапе представлена на рис. 3.

Рис. 3. Фундаментализация образования в техническом университете как основа инженерной подготовки специалистов

Разработанная концепция обучения физике в техническом университете на основе системного подхода к применению НИТ на всех видах занятий по физике и другим дисциплинам состоит из основания, ядра и приложений.

Основание концепции образуют общенаучные дидактические и частно-методические принципы конструирования физического образования, деятель-ностный, когнитивный, контекстный, проблемно-ориентированный и личностно ориентированный подходы.

Ядро концепции: системный подход к применению НИТ на всех видах занятий по физике в техническом университете и согласование программ дисциплин учебного плана специальности и направления.

Приложения концепции образуют методики и методическое обеспечение системы обучения физике студентов технического университета на основе применения НИТ.

Концептуальные положения содержат систему взглядов на понимание сущности обучения студентов технического университета, ее структуры, функции, результатов и представлены в тезисах концептуальных положений.

Концептуальные положения:

1. Учебный процесс в техническом университете следует рассматривать с позиции системного подхода, при котором взаимосвязанные и взаимозависимые дисциплины учебных планов направлений и специальностей технического университета образуют систему, одним из системообразующих элементов которой является НИТ, другим - согласование программ дисциплин учебного плана.

2. Методическая система обучения физике студентов технического университета на основе применения НИТ должна встраиваться в общую систему обучения студентов технического университета как ее составная часть. Системный подход к применению НИТ в методической системе предполагает использование НИТ на всех видах занятий по физике: лекциях, практических и лабораторных занятиях и при самостоятельной работе студентов.

3. Структурно-функциональный состав системы обучения физике в техническом университете (цели, содержание, принципы, методы, формы, средства, контроль знаний) рассматривается в диссертационном исследовании с учетом направлений модернизации российского образования, научных основ социального опыта, опыта применения НИТ в образовании, психолого-педагогических подходов, общенаучных, частно-методических и дидактических принципов создания методических систем.

4. Механизмы реализации системы должны учитывать то, что информатизация обучения физике в техническом университете не является самоцелью, а должна служить целям фундаментализации, профессиональной направленности, индивидуализации обучения и, в конечном счете, должна быть направлена на формирование компетентности студентов технического университета в соответствии с требованиями ГОСов.

При разработке методической системы учтены специфика технических университетов и направления модернизации образования в России, психолого-педагогические, дидактические подходы к организации обучения, а также функциональные возможности новых информационных технологий в области образования.

Методическая система, разработанная в диссертационном исследовании для реализации концепции обучения физике студентов технических университетов на основе применения НИТ, содержит:

1. Теоретико-методологическое обоснование методической системы (Глава 1).

2. Модель системы обучения студентов в техническом университете (Глава 1).

3. Методику согласования программ и содержательной части дисциплин образовательных стандартов, направлений и специальностей технических вузов (Глава 2).

4. Методику создания и методическое обеспечение лекционного курса, практических и лабораторных занятий по физике и самостоятельной работы студентов (Глава 3).

Рис. 4. Модель методической системы обучения физике в техническом университете

5. Методику включения научных достижений преподавателей вузов в качестве региональных и вузовских компонентов образовательных стандартов технических вузов (Глава 2).

6. Методику разработки и применения интерактивных обучающих систем по физике для практических занятий и самостоятельной работы студентов (Глава 4).

7. Методику создания видео лекций и их использования для самостоятельной работы студентов (Глава 4).

8. Методику совместного применения видеолекций и интерактивной обучающей системы для самостоятельной работы студентов технических университетов (Глава 4).

В методической системе обучения физике в техническом университете (модель которой представлена на рис. 4) предусмотрено согласование программ курсов естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных дисциплин и их содержательных частей. При этом согласование программ дисциплин и их содержания с курсом физики играет роль системообразующего элемента системы дисциплин учебного плана специальности или направления. Роль системообразующего элемента курса физики играют информационные технологии, функциональные возможности которых и программное обеспечение занятий курса физики позволяют реализовать системообразующие факторы: целевой, коммуникативной, содержательно-организационной и ана-литико-результативной. Связь системообразующих элементов методической системы обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий реализуется благодаря общим целям формирования устойчивого интереса к обучению физике и другим дисциплинам, фун-даментализации и гуманитаризации, разработанной методике проблемного метода, которая заключается в постановке проблемных вопросов на основе моделей профессиональной направленности и благодаря разработке моделей явлений и устройств на основе межпредметных связей.

Во второй главе «Профессиональная направленность обучения в техническом университете на основе согласования программ дисциплин учебного плана и применения информационных технологий» определены основные концептуальные аспекты установления междисциплинарных связей дисциплин технического направления для повышения эффективности обучения. Междисциплинарные связи дисциплин в многоплановой задаче построения целостной системы обучения в техническом вузе играют роль одного из системообразующих элементов в модели методической системы обучения физике, другим системообразующим элементом (как это уже ранее указывалось) методической системы являются информационные технологии. Связь между системообразующими элементами системы осуществляется благодаря, в том числе, разработанной методике постановки проблемных вопросов и моделей профессиональной направленности (на основе информационных технологий).

ТАБЛИЦА 1

МАТРИЦА ОСНОВНЫХ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ курса физики с другими дисциплинами образовательного процесса

Физика Дисциплина 3.1 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9 3.2.10 3.2.11 3.3.1 3.3.2 3.4.1 3.4.2 3.4.5 3.5.1

2. Теоретическая механика 2.1 2.3 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.6 2.7 2.3 2.3 2.7 2.4 2.8

3. Теория механизмов и машин 4 3.3 3.1 3.2 3.4 3.5 3.3 3.5

4. Сопротивление материалов 4.1 4.2 4.3 4.5 4.7 4.7 4.6

5. Электротехника, электроприводы станков и роботов 5.1

6. Философия 6.1 6.2 6.2 6.4 6.3 6.5

7. Экология 7.1 7.3 7.3

Обобщение и анализ научного знания учебных дисциплин, вычленение его ядра и представление его в качестве системного объекта с общим научным фундаментом привели к формулированию основных программных связей курса физики с математическими, общепрофессиональными и специальными дисциплинами, и была разработана методика согласования программ дисциплин.

Методика согласования дисциплин включает:

- изучение учебных планов специальностей и направлений и выявление дисциплин, подлежащих согласованию;

- изучение содержательной части дисциплин и выявление тем для согласования;

- разработку вопросов по выявленным темам;

- создание целевых установок на основе прямых и обратных связей дисциплин;

- согласование целевых установок с преподавателями дисциплин, подлежащих согласованию, и подписание протоколов согласования;

- разработку матриц межпредметных связей;

- внесение изменений в учебные планы специальностей и направлений;

- внесение изменений в рабочие программы дисциплин;

- разработку информационного материала курса физики и курсов согласованных дисциплин, учитывающих подготовленные целевые установки.

Согласование программ служит целям реализации принципов дидактики: профессиональная направленность и системный характер учебной деятельности студентов.

Важнейшим этапом согласования программных модулей на основе целевых установок является создание общей матрицы основных межпредметных связей (таблица 1), где к каждому модулю программы физики указаны целевые установки всех дисциплин, подлежащих согласованию. Именно матрица межпредметных связей наглядно показывает связи физики с общепрофессиональными и специальными дисциплинами учебного цикла в техническом университете.

В резулх.тате этой работы внесены изменения в рабочие программы дисциплин и в информационный материал лекций и предложена последовательность изучения дисциплин по семестрам, которая внедрена в учебный процесс в Томском политехническом университете. Начиная с 1990 г., методика согласования программ была апробирована на факультетах машиностроительном, химико-технологическом, геологоразведочном и др. Анализ результатов апробирования, выполненный в период 1996 - 2003 гг., показывает, что эти изменения в учебном процессе, который является следствием учета горизонтальных и вертикальных связей информационного материала, приводят к положительным результатам, проявляющимся в усилении мотивации к изучению общеобразовательных и естественнонаучных дисциплин, повышению уровня знаний практически по всем дисциплинам и, в конечном итоге, к увеличению абсолютной успеваемости и качества обучения. Разработано содержание вузовского и регионального компонентов стандарта ТПУ для направления

510400 Физика; эта работа представляется очень .важной в связи с тем, что создание вузовского и регионального компонентов стандартов включается в содержание миссии ТПУ при преобразовании вуза в инновационный университет. В частности, автором диссертационного исследования была разработана система вывода электронного пучка из малогабаритного импульсного бетатрона (МИБ-6, первоначальное название — переносной малогабаритный бетатрон ПМБ-6).

Информация о бетатроне в качестве вузовской и региональной составляющих целесообразна и полезна не только для студентов факультетов, где физика является специальной дисциплиной (физико-технический, электрофизический), но и для большинства технических факультетов вуза (например, для машиностроительного). Такая информация полезна еще и потому, что студент получает наглядное представление о взаимодействии заряженных частиц с электромагнитным полем и о конкретном примере применения уравнений электродинамики, т.е. уравнений Максвелла, что способствует профессиональной направленности и научности обучения.

Связь учебного и научного процессов осуществляется в диссертационном исследовании благодаря включению в учебный процесс в качестве регионального и вузовского компонентов стандарта вуза научных исследований автора (применение бетатронов для медицинских целей в клиниках и контроля качества сварных швов металлоконструкций и т.п.).

Для того чтобы включить научные достижения преподавателей вуза в учебный процесс обучения физике, необходимо:

- раскрыть цель включения данной темы для изучения в курсе физики;

- выстроить последовательность изложения информационного материала в соответствии с обоснованностью и обусловленностью включения данного материала в курс физики;

- связать информационный материал с явлением (законом, закономерностью, характеристикой и т.п.), лежащим в основе включаемого материала;

- указать, какой практический выход дает данное достижение;

- рассказать о методах и оборудовании, с помощью которых получена данная информация;

- построить изложение информационного материала с учетом уровня знаний студентов в области физики и математики.

Для интенсификации продуктивной деятельности студентов на лекции автором исследования разработана методика чтения лекций в специализированных аудиториях, оснащенных обратной связью.

Учет логико-понятийных подходов структурирования информации (дидактическое единство, упорядоченность, фундаментальность учебной информации, внутренняя целостность), рейтинговая система контроля знаний студентов позволяют реализовать на лекции не только репродуктивные методы познавательной деятельности (анализ, синтез, сравнение, оценка), но и элементы продуктивного метода познавательной деятельности (абстрагирование, обобщение, классификация, индукция, дедукция).

Теоретический материал лекций структурирован (рис. 5) для удобства использования его в условиях автоматизированного управления и в соответствии с принципами применения информационных технологий и системным подходом к их применению.

Лекционные демонстрации для этих курсов содержат динамические модели физических явлений, демонстрации из «Интерактивной физики», видеокассеты с демонстрациями современной картины Мира, диски с компьютерными моделями и т.п.

Разработаны структурно-логические схемы, благодаря которым можно отслеживать связи между понятиями, закономерностями, методами, модулями различных разделов физики и естествознания, а также дисциплинами естествознания.

В ходе диссертационного исследования на основе многолетнего опыта работы автора в автоматизированных аудиториях разработаны методические рекомендации по подготовке и чтению лекций в автоматизированных аудиториях с обратной связью, а также полное методическое обеспечение для всего трехсеместрового курса физики и приведен пример подготовки лекции по теме «Явления переноса».

Полностью апробированы методики и методическое обеспечение на не-

Функции распределения"

л Статистический портрет; ": молекул идеального газа .

аиболее'Д вероятная; :скорость ' молекул ■ .-¿у

Рис. 5. Структурирование информационного материала лекции по теме

«Распределение Максвелла»

скольких факультетах ТПУ, результаты апробирования показывают, что посещение лекций, успеваемость и качество обучения улучшаются.

В третьей главе «Теория и методика создания и реализации обучающих систем» дан анализ компьютерных обучающих систем; рассматриваются методы и принципы создания обучающих систем, а также психолого-педагогические, дидактические и методические требования к обучающим системам. Как следует из анализа, существующие программы, выпускаемые многими известными компьютерными фирмами, следует отнести к классу электронных учебников.

Исходя из методических требований, следует учесть, что отличительная особенность физики состоит в том, что она является аспектной наукой, и существуют псиолого-познавательные барьеры в обучении физике, обусловленные наличием обыденного и научного познаний. Улучшению усвоения учебного материала будут способствовать любые средства, обеспечивающие повышение наглядности обучения: виртуальные эксперименты, модели физических явлений, структурирование информационного материала, анимации и т.п.

В результате анализа психолого-педагогических, дидактических и методических принципов построения компьютеризированного занятия выявлены психолого-педагогические требования и требования к представлению информации на экране компьютера, а также учтены дидактические принципы: научность, наглядность, профессиональная направленность содержания, системность, интерактивность, индивидуализация обучения, обусловленность и обоснованность, коммуникативность.

С учетом этих требований разработана схема построения обучающей системы для проведения практического занятия, в котором сохранены основные составляющие традиционного занятия в сочетании с преимуществами компьютеризированного обучения.

В требованиях к обучающей системе учтены рекомендации деятельност-ной и когнитивной теорий учения, личностно-ориентированного метода и педагогических технологий: на основе гуманизации, активизации и интенсификации деятельности учащегося, эффективности организации управления процессом обучения и усовершенствования дидактики учебного процесса.

В четвертой главе «Разработка и применение интерактивной обучающей системы по физике» рассматриваются программное и методическое обеспечение интерактивной обучающей системы по физике.

На основе сформулированных требований и разработанной структуры компьютеризированного практического занятия (глава 3) создано программное и методическое обеспечение интерактивной обучающей системы по физике (ИОС). Структурирование фундаментальных компонентов учебной информации курса общей физики как основы последующего профессионального обучения студентов технического направления привело к созданию 24 логико-понятийных взаимосвязанных модулей (занятий). Решаются вопросы усиления самостоятельной работы, как стержневой идеи диссертационного исследования на практических и лабораторных занятиях, при индивидуальном и дистанционном обучении.

В соответствии с разработанной концепцией методической системы обучения физике в техническом университете каждое занятие обучающей системы содержит:

- теоретическую часть в соответствии с рабочими программами по физике, структурированную до необходимого минимума, содержащую:

а) федеральную, вузовскую и региональную составляющую ГОС и ОС вуза (по данной теме);

б) связи изучаемых физических величин и закономерностей с таковыми предыдущих и последующих занятий, а также межпредметные связи с другими дисциплинами, содержащимися в учебном плане данного специалиста;

в) применение изучаемых закономерностей в науке и технике и связь с будущей специальностью;

г) современные достижения в данной области знаний;

д) проблемные вопросы, парадоксальные ситуации, противоречия, появляющиеся как бы случайно при рассмотрении теоретической части, и ответы на них;

- обратную связь или коммуникацию, обеспечивающую организацию диалога между компьютером и обучающимся;

- контрольные вопросы для проверки I и II уровня, содержащие нестандартные вопросы и ответы различных видов (у каждого обучающегося, похожий на соседний, но свой вариант) - продуктивная деятельность;

- решенные задачи (типовые, для формирования умений составления алгоритмов решений задач и запоминания соотношений теоретического материала и соответствующий индивидуальный вариант для самостоятельного решения);

- решенные интегративные задачи (нестандартные, нестереотипные, оригинальные) для формирования у учащегося креативного мышления и соответствующий индивидуальный вариант для самостоятельного решения;

- контрольные задачи с широким спектром формирования умений, в том числе формирование умений III и IV уровней усвоения (составление задач по данной тематике) — продуктивная деятельность;

- различные траектории обучения, соответствующие подготовленности обучаемого и его пожеланиям и возможностям;

- рейтинговую систему оценки результата работы студента на всех этапах занятия;

- модели изучаемых физических явлений и простейшие исследовательские эксперименты, а также видеодемонстрации;

- исторические справки (поучительный и занимательный рассказ об ученых и их открытиях) и соответствующий демонстрационный материал.

- справочный материал: таблица производных и интегралов, тригонометрических функций, физических постоянных и т.п.

- широкий спектр возможностей индивидуальной и самостоятельной работы.

Гуманитаризации технического образования способствует наличие исторических справок, содержащих поучительные и содержательные рассказы об ученых и их открытиях, и соответствующего демонстрационного материала.

Наличие нескольких траекторий обучения студента позволяет осуществить внедрение личностно-ориентированного подхода и демократизацию обучения. Благодаря разработанным проблемным вопросам, предъявляемым студентам в конце каждого занятия, осуществляется внедрение проблемно-ориентированного метода.

Программное обеспечение ИОС было создано с использованием инструментальной среды НурегСагс12.2, из дополнительных прикладных программ использовались 1п1егасйуеРЬу81сз2, С1ап8\\^огкз2.1, МлсгобойЛУогс! 6.0.

Сравнительный анализ проведения традиционного и с использованием обучающей системы практических занятий, а также анкетирование студентов и преподавателей позволяет отметить следующее:

1. Каждый преподаватель может отметить, что студенты, как правило, не изучают теоретический материал заранее, хотя тема занятия всегда называется на предыдущем занятии. Поэтому практическое занятие начинается с краткого повторения теоретической части, при этом никто не гарантирует, что все студенты внимательно слушают, вникают и участвуют в обсуждении.

2. Преподаватель во время практического занятия может опросить не более 10 человек, при наличии обратной связи каждый студент охвачен опросом.

3. При решении задач преподаватель не может проконсультировать всех студентов, ситуация осложняется еще и тем, что консультация должна быть разного рода, т.к. зависит от знаний студента. В рассматриваемой обучающей системе консультация предусмотрена каждому студенту.

4. В зависимости от того, какова методика проведения занятия, студенты могут только автоматически записывать текст, за компьютером каждый студент работает, выполняя задание.

5. За компьютером каждый студент отвечает на 5 — 6 вопросов и решает 6 — 7 задач разного уровня усвоения, на обычном практическом занятии это возможно только при письменной работе, которую преподаватель затем должен проверять.

6. Занятия с использованием интерактивной обучающей системы можно применить для самостоятельного и индивидуального обучения, дистанционного образования, для обучения иностранных студентов (при условии перевода на иностранный язык).

7. Студент, изучающий физику с помощью интерактивной обучающей системы получает навыки не только самостоятельной работы, но и научно-исследовательской работы, благодаря компьютерным экспериментам, что невозможно при обычном практическом занятии.

8. Комфортная среда, наглядность, наличие мультипликационных вставок, смена вида деятельности, простота в обращении, коммуникативное взаимодействие, создаваемое программным обеспечением интерактивной обучающей системы, усиливают заинтересованность обучаемого и способствуют наиболее полному усвоению материала курса физики, что подтверждает поставленный педагогический эксперимент.

Интерактивная обучающая система в сочетании с видеолекцией позволяют организовать самостоятельную работу студентов без участия преподавате-

ля и при этом формировать у студентов приемы рационального логического мышления - анализа, синтеза, обобщения, систематизации, абстрагирования и др. Видеолекция - сравнительно недавно возникший элемент методического обеспечения дистанционного образования, с постоянно совершенствующейся структурой, благодаря изменению используемых технических средств. Изначальное предназначение видеолекции - это обеспечение высокой мобильности получения образования, улучшение его качества при заочной форме обучения, уменьшение затрат на обучение и др. Автором диссертационного исследования сформулированы основные концептуальные составляющие процесса разработки такого вида занятия, как видеолекция.

В пятой главе «Педагогический эксперимент» содержится описание педагогического эксперимента по проверке выдвинутой в исследовании гипотезы, указываются основные задачи и этапы проведения эксперимента. Приводятся результаты эксперимента, проводится их статистическая обработка и качественная интерпретация.

Исследования результатов апробирования системы обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий проводилось в несколько этапов, включающих: констатирующий, пробный, обучающий и контрольный. Педагогический эксперимент проводился на базе Томского политехнического института, а затем университета (ТПУ), на базе Норильского индустриального института, в Институте инженерной педагогики при ТПУ, на базе Алтайского государственного технического университета, Новосибирского государственного технического университета, Омского государственного университета в период с 1996 по 2004 гг.

Анкетирование студентов и преподавателей во время проведения конференций различного ранга на констатирующем этапе педагогического эксперимента показало, что не применяется обратная связь на лекции на основе информационных технологий, а также обучающая система для проведения практических занятий, сохраняющая все атрибуты традиционного практического занятия и использующая преимущества информационных технологий.

Обучающий эксперимент по проверке эффективности предлагаемой системы обучения физике, форм и методов организации его отдельных элементов проводился в течение трех семестров и охватывал весь курс обучения физике (дважды).

В заключение педагогического эксперимента и в ходе самого исследования проводились диагностические процедуры контроля происходящих изменений, измерялись и анализировались результаты. В качестве количественного метода обработки результатов педагогического эксперимента использовался статистический метод %2. В качестве результатов выступали частотные распределения данных. В педагогическом эксперименте участвовали 2 выборки студентов по 50 человек. Результаты каждого этапа эксперимента были распределены по 4 категориям: неудовлетворительно (<15 баллов), удовлетворительно (16-20 баллов), хорошо (21-25 баллов), отлично (26 - 30 баллов).

Этап 1. На констатирующем этапе студентам было предложено пройти входное компьютерное тестирование. По итогам тестирования преподаватели

групп оценивали знания студентов в целом, а также выявляли вопросы, которые вызывали затруднения, с тем, чтобы построить теоретический (лекционный) процесс обучения, обеспечивающий повышение уровня знаний студентов.

Входной контроль показал, что нет статистических значимых отличий между результатами входного контроля знаний в исследуемых группах.

Этап 2. На обучающем этапе студенты продолжили обучение по разным направлениям. Для контрольной группы использовался только традиционный метод изложения материала, для экспериментальной группы — только с использованием разработанной методической системы обучения студентов физике в техническом университете.

Контрольная Экспериментальная

Р Кинематика материальной точки ■ Кинематика твердого тела □ Динамика твердого тела ЕЗЗаконы сохранения

0 Законы идеального газа ЕЗ Начала термодинамики

Рис. 6. Результаты текущего контроля знаний студентов контрольной и

экспериментальной групп

После прохождения каждого раздела осуществлялся текущий контроль знаний студентов. По результатам текущего контроля было видно, что студенты экспериментальной группы получили более высокие баллы, чем студенты контрольной группы (рис. 6).

Как показывают результаты проверки по критерию %2 (таблица 2): Хэкспер > Хкрит (Хкрит = 7,81), что означает наличие статистически значимых

различий в знаниях студентов контрольной и экспериментальной групп, это обусловлено применением разработанной методической системы обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий.

Этап 3. Третьим этапом оценки качества знаний являлась итоговая оценка за семестр.

Результаты итогового контроля знаний за семестр указывают на лучшую успеваемость у студентов, изучавших курс физики с применением разрабаты-

ваемой технологии обучения физике. Общее количество удовлетворительных оценок в экспериментальной группе по сравнению с контрольной меньше.

Число отличных оценок увеличивается за счет перехода части студентов с удовлетворительной успеваемостью в ранг «хорошистов», а части «хорошистов» в ранг «отличников».

Таблица 2

Результаты текущего контроля по разделам: «Механика. Молекулярная физика. Термодинамика»

Тема «Кинематика материальной точки» «Кинематика твердого тела» «Динамика твердого тела «Законы сохранения» «Законы идеального газа» «Начала термодинамики»

Хэкспер 9,97 9,26 11,33 12,44 9,72 11,88

Проверка остаточных знаний

Проверка остаточных знаний студентов была проведена в 4, 5, 6 семестрах в двух потоках: контрольном (210 студентов) и экспериментальном (215 студентов). Было исследовано по пять экспериментальных потоков на разных факультетах ТПУ. В качестве сопоставимых параметров для экспериментальной проверки остаточных знаний выбран средний балл из двух параметров: средний балл за фронтальную контрольную работу и средний балл за экзамен.

Результаты изменения этих параметров представлены на рис. 7.

Рис. 7. Результаты проверки остаточных знаний

Динамика коэффициента остаточных знаний позволяет проверить достоверность высказанного на этом этапе эксперимента предположения относительно положительного влияния предлагаемой структуры учебного процесса на «прочность» и длительность усвоения знаний. Проблема быстрого «забывания» полученных знаний остается острой для обучения. Как видно из рисунка, «кривая забывания» у студентов экспериментальных групп спадает более медленно, чем у студентов контрольной группы. Это является результатом востребованности теоретического материала на каждом занятии по физике, а так-

же интенсификации и увеличения доли самостоятельной работы студентов на всех видах занятий.

Все приведенные результаты позволяют сделать вывод, что согласование программ дисциплин, чтение лекций в автоматизированной аудитории с обратной связью, использование интерактивной обучающей системы для проведения практических занятий и видеолекций, и интерактивной обучающей системы для самостоятельной работы студентов способствует информационной целостности процесса обучения в техническом университете, повышает эффективность обучения и подтверждают положения гипотезы.

Заключение

В ходе исследования были получены следующие основные результаты:

- выявлена специфика технического университета;

- проанализированы тенденции модернизации российского образования и определены приоритетные направления ее совершенствования;

- выявлены теоретические основания применения НИТ на всех видах занятий при обучении физике и другим дисциплинам в техническом вузе;

- разработана концепция методической системы обучения физике в техническом университете на основе системного применения информационных технологий и согласования дисциплин, опираясь на деятельностный, когнитивный и личностно ориентированный подходы;

- разработана теоретически обоснованная модель методической системы обучения физике с применением НИТ на всех видах занятий по физике с учетом единства фундаментальных, специальных и гуманитарных дисциплин учебного плана специальностей и направлений технического университета, включающая:

- экспериментальное исследование эффективности предлагаемого подхода к организации процесса обучения физике в техническом университете;

Проведенное исследование, подтвердившее выдвинутую нами гипотезу, позволило сделать следующие выводы:

1. При обучении физике фундаментализация высшего технического образования остается одним из ключевых направлений, а согласование естественнонаучных, математических, общепрофессиональных и специальных дисциплин является одной из проблем фундаментализации. Другой проблемой фун-даментализадии является интенсификация самостоятельной работы студентов на всех видах занятий. Работы в этом направлении ведутся активно, однако обозначилась недостаточность педагогических исследований, специально посвященных вопросам методологии обучения физике на основе применения информационных технологий.

2. Объединение в рамках представленного исследования ведущих идей, основных положений и подходов психологии, педагогики, теории и методики обучения физике, системного подхода к применению информационных технологий позволило разработать методологические и организационно-методические основы методической системы обучения студентов физике в техническом университете на основе применения информационных технологий, включающей: согласование программ естественнонаучных, математических, общепрофессиональных и специальных дисциплин; чтение лекций в автоматизированных аудиториях с обратной связью; проведение практических занятий с применением обучающих систем, лабораторных занятий с применением компьютеров; проведение самостоятельной работы с применением видеолекций и обучающей системы.

3. Практическая реализация и экспериментальное исследование разработанной методической системы показали, что ее применение позволяет организовать учебный процесс, способствующий:

- обеспечению информационной целостности обучения естественнонаучным, математическим, общепрофессиональным и специалиным дисциплинам;

- повышению фундаментальности и интегративности получаемых знаний и овладению навыками к различным видам деятельности;

- повышению профессионально-мобильной направленности обучения, облегчающей задачи послевузовской адаптации специалиста;

4. Перспективы дальнейших исследований по данной проблематике связаны с созданием и внедрением разработанного системного подхода и методической системы для изучения других дисциплин, пронизанных единой методологией построения содержания и организации учебного процесса на всех этапах непрерывной подготовки специалиста в техническом университете. Кроме того, разработанная методическая система в составе образовательного комплекса факультета естественных наук и математики используется для подготовки элитных специалистов в Томском политехническом университете, а также может использоваться при преобразованиях в контексте Болонской декларации.

Предложенная методическая система обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий была апробирована на кафедре общей физики и кафедре теоретической и экспериментальной физики факультета естественных наук и математики ТПУ, Новосибирском государственном техническом университете, Норильском индустриальном ин-

статуте, Институте инженерной педагогики, Омском государственном университете, Алтайском государственном техническом университете.

Содержание диссертации отражено в 95 публикациях, основные из которых приведены ниже.

Монографии, учебно-методические пособия

1. Ерофеева Г.В. Курс физики на основе информационных технологий. Монография. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2004. -248 с. 15,5 п.л.

2. Ерофеева Г.В. Интерактивная обучающая система по физике. Учебн. пособие. - Томск: Изд-во ТГУ, 2003. - 470 с. 30 п.л.

3. Ерофеева Г.В. Интерактивная обучающая система по физике. Ч. I. Механика. Учебн. пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 1998. - 150 с. 9,6 п.л.

4. Ерофеева Г.В. Интерактивная обучающая система по физике. Ч. И. Электродинамика. Учебн. пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 1999. - 140 с. 8,9 п.л.

5. Ерофеева Г.В. Интерактивная обучающая система по физике. Ч. III. Колебания. Волновая оптика. Учебн. пособие. — Томск: Изд-во ТПУ, 2000. -150 с. 9,6 п.л.

6. Ерофеева Г.В/ Интерактивная обучающая система по физике. Ч. IV. Элементы квантовой механики. Физика атома и ядра. Учебн. пособие. -Томск: Изд-во ТПУ, 2001.-150 с. 9,6 п.л.

Статьи в реферируемых изданиях

7. Ерофеева Г.В., Чернов И.П., Ларионов В.В. Согласование курсов естественнонаучных дисциплин и математики в техническом университете // Физическое образование в вузах. - 2001. - Т.7. - №2. - С. 129-134. 0,4 п.л. (авторских-50%).

8. Ерофеева Г.В., Стройнова В.Н., Малютин В.М. Компьютерный учебник по физике. Часть I. //Известия высших учебных заведений. «Физика». -1997. - №3. - С. 107-114. 0,5 п.л.(авторских - 50 %).

9. Ерофеева Г.В., Малютин В.М., Стройнова В.Н. Интерактивная обучающая система по физике. Часть И. Электродинамика // Известия высших учебных, заведений. «Физика». - 2000. - №2. - С. 62-68. 0,5 п.л. (авторских -50%).

10. Чернов И.П., Муравьев C.B., Веретельник В.В., Ларионов В.В., Ерофеева Г.В., Борисов В.П., Шошин Э.Б. Компьютеризированные лабораторные работы по физике на базе практической информационной технологии // Физическое образование в вузах. - 2002. - Т.8. - №1. - С. 78-85. 0,5 п.л. (авторских -20 %).

11. Ерофеева Г.В., Крючков Ю.Ю., Склярова Е.А., Малютин В.М. Методы и принципы построения обучающих систем // Физическое образование в вузах. - 2003. - Т.9. - №1. - С. 49-63. 0,95 п.л. (авторских - 60 %).

12. Ерофеева Г.В. Бетатрон ПМБ-6 с выведенным электронным пучком // Приборы и техника эксперимента. - 1975. - №3. - С. 32-33. 0, 125 п.л.

13. Ерофеева Г.В., Чахлов B.JI. Малогабаритный импульсный источник электронов с энергией 1+6 МэВ // Приборы и техника эксперимента. - 1980. -№5. - С. 29-31. 0,125 п.л. (авторских - 60 %).

14. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Крючков Ю.Ю., Малютин В.М. Методические аспекты создания обучающих систем по предметам естественнонаучного цикла // Известия Томского политехнического университета. - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - №2. - Том 306. - С. 49-56. 0,5 п.л. (авторских - 60 %).

15. Ерофеева Г.В., Стыров В.И., Тюрин Ю.И. Люминесценция монокристаллов при сколе в атомарном водороде. I. Экспериментальные результаты // Физическая химия, LXII. - 1988. - С. 1340 - 1344. 0,38 п.л. (авторских - 50 %).

16. Ерофеева Г.В., Ефремова О.Н., Склярова Е.А. Методологические и методические аспекты создания обучающей системы по математике в техническом университете // Известия Томского политехнического университета. -Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - №6. - Том 308. - С. 236 - 239. 0,25 п.л. (авторских - 50 %).

17. Ерофеева Г.В., Стыров В.И., Тюрин Ю.И. Люминесценция монокристаллов при сколе в атомарном водороде. II. Кинетический и микроскопический механизм // Физической химия, LXII. - 1988. - С. 1335-1339. 0,31 п.л. (авторских — 50 %).

Статьи в журналах и материалы международных, всероссийских и

региональных конференций

18. Ерофеева Г.В., Малютин В.М., Стройнова В.Н. Интерактивная обучающая система по физике на базе компьютеров «Макинтош» // Информационные технологии в образовании. - 1998. - №3. - С. 37-41. 0,3 п.л. (авторских -50 %).

19. Ерофеева Г.В. О применении метода параметрического резонанса для быстрого вывода электронного пучка // Техническая физика, XLVI. - 1976. - С. 903-904. 0,125 п.л.

20. Ерофеева Г.В., Крючков Ю.Ю., Склярова Е.А., Малютин В.М. Компьютерная обучающая система по физике //Вестник педагогических иннова-ций.-Новосибирск. 2005.- №1.-С.70-84. 0,95 п.л. (авторских - 60 %).

21. Erofeeva G.V., Fursa T.V., Starodubcev V.A. Change of electron injection irradiated dielectrics caused by burfau charging // I. Electrostatics. - Amsterdam, 1988. - P. 40-46. 0,44 п.л. (авторских - 50 %).

22. Чернов И.П., Ерофеева Г.В., Тюрин Ю.И. Инновационная фундаментальная подготовка студентов на факультете естественных наук и математики в Томском политехническом университете //Материалы международного симпозиума «Инновационный университет и инновационное образование: модели, опыт, перспективы». - Москва, 2003. - С. 82-83. 0,125 п.л. (авторских - 50 %).

23. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М. Компьютерные технологии обучения // Современные технологии обучения СТО-2002. Материалы VIII международной конференции. - Санкт-Петербург, 2002. - С. 72-74. 0,3 п.л. (авторских — 50 %).

24. Ерофеева Г.В., Малютин В.М., Склярова Е.А., Крючков Ю.Ю. Компьютерное тестирование на базе компьютеров «Макинтош» // Материалы Всероссийской научно-методической конференции «Развитие тестовых технологий в России». - М.: Центр тестирования Минобразования РФ, 2002. - С. 271272. 0,125 пл. (авторских -50%).

25. Ерофеева Г.В., Крючков Ю.Ю., Ларионов В.В., Семкина Л.И., Тюрин Ю.И., Чернов И.П. Фундаментальное образование как основа элитного обучения в техническом вузе // Инженерное образование. — 2004. — №2. — С. 94-97. 0,25 п.л. (авторских - 40 %).

26. Ерофеева Г.В. Курс физики на ЭВМ // Материалы научно-методической конференции «Образовательный стандарт вуза. Совершенствование содержания и технологии учебного процесса». - Томск, 1997. - С. 40-41. 0,125 п.л.

27. Ерофеева Г.В., Крючков Ю.Ю., Ларионов В.В., Семкина Л.И., Тюрин Ю.И., Чернов И.П. Концепция подготовки элитных специалистов в системе фундаментального образования // Материалы международного симпозиума «Элитное техническое образование». - Москва, 2003. - С. 79-81. 0,125 п.л. (авторских - 60 %).

28. Ерофеева Г.В., Малютин В.М., Смекалина Т.В., Стройнова В.Н., Склярова Е.А. Интерактивная обучающая система по физике на базе компьютера Макинтош // Материалы научно-методической конференции «Образовательные технологии: состояние и перспективы». - Томск: ТПУ, 1999. - С. 1920. 0,125 пл. (авторских - 50 %).

29. Ерофеева Г.В., Чернов И.П., Ларионов В.В. Фундаментальное образование и системный подход //Материалы IV международной научно-практической конференции «Высшее техническое образование: качество и интернационализация». - Томск: ТПУ, 2000. -С. 105 - 106. 0,125 пл. (авторских — 50%).

30. Ерофеева Г.В., Чернов И.П., Ларионов В.В., Стародубцев В.А. Концепции развития естественнонаучного образования в техническом университете // Материалы международной научно-методической конференции «Естественнонаучное образование - фундамент устойчивого развития общества». -Томск: ТПУ, 2000. - С. 118-120. 0,185 п.л. (авторских - 50 %).

31. Ерофеева Г.В., Малютин В.М., Стройнова В.Н., Смекалина Т.В. Компьютерное сопровождение курса физики // Материалы международной научно-методической конференции «Естественнонаучное образование - фундамент устойчивого развития общества». - Томск: ТПУ, 2000. - С. 56 - 58. 0,125 п.л. (авторских - 50 %).

32. Ерофеева Г.В., Чернов И.П., Ларионов В.В., Стародубцев В.А. Концепции развития естественнонаучного образования в техническом университете // Съезд российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке». Материалы съезда. - Москва: МГУ, 2000. - С. 77. 0,09 пл. (авторских - 50 %).

33. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М., Стройнова В.Н., Смекалина Т.В. Новые обучающие технологии преподавания физики в техниче-

ском университете // Материалы научно-практической конференции «Образовательный стандарт нового поколения. Организационно-технологическое и материально-техническое обеспечение». -Томск: ТПУ, 2001. -С. 104 - 105. 0,121 п.л. (авторских - 50 %).

34. Ерофеева Г.В. Единство фундаментального и специального образования // Материалы I международной научно-практической конференции «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI в. в техническом университете». - С.-Петербург: Изд. СПбГТУ, 2001. - С. 168 - 172. 0,31 п.л.

35. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М., Смекалина Т.В., Стройнова В.Н. Проблемы преподавания физики и компьютерное сопровождение курса // Материалы седьмой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-7). - Санкт-Петербург, 2001. - С. 817-819. 0,125 п.л. (авторских - 50 %).

36. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М., Смекалина Т.В., Стройнова В.Н. Интерактивная обучающая система по физике на базе компьютеров Макинтош // Материалы международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании». - Новосибирск: НИИ МИОО НГУ, 2001. - С. 50 - 51. 0,125 п.л. (авторских - 50 %).

37. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М., Стройнова В.Н. Компьютерное сопровождение курса физики // Материалы IV межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы взаимодействия вузов Санкт-Петербурга с регионами России в контексте реформирования образования». - Санкт-Петербург, 2001. - С. 224 - 225. 0,125 п.л. (авторских -50 %).

38. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М., Смекалина Т.В. Информационные технологии в преподавании физики // Материалы III Уральской региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физического образования на рубеже веков в педагогических вузах». -Уфа, 2001.-С. 52-55. 0,25 п.л. (авторских-50%).

39. Ерофеева Г.В., Крючков Ю.Ю., Склярова Е.А., Малютин В.М. Электронный учебник по физике на базе компьютеров Macintosh // Материалы второй Всероссийской конференции «Электронные учебники и электронные библиотеки в открытом образовании». - Москва, 2001. - С. 194-200. 0,44 п.л. (авторских - 50 %).

40. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М., Смекалина Т.В. Методологическая основа обучающих систем // Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы и практика инженерного образования. Международная аккредитация образовательных программ». - Томск, 2002. - С. 84-85. 0,18 п.л. (авторских - 50 %).

41. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М. Компьютерные технологии обучения // Материалы VIII международной конференции «Современные технологии обучения СТО-2002». - 2002. - С. 72-74. 0,18 п.л. (авторских -50 %).

42. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Крючков Ю.Ю., Малютин В.М. Компьютерное тестирование на базе компьютеров «Макинтош». // Материалы Всероссийской научно-методической конференции «Развитие тестовых технологий в России». - М.: Центр тестирования. Минобразования РФ, 2002. - С. 271-272. 0,18 п.л. (авторских - 60 %).

43. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Крючков Ю.Ю. Тестовые технологии в физике. Материалы Всероссийской научно-методической конференции «Качество высшего профессионального образования в начале XXI века». - Тюмень: Изд. Тюменского государственного университета, 2002. - С. 103-108. 0,38 п.л. (авторских - 60 %).

44. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Крючков Ю.Ю., Малютин В.М. Информационные технологии в преподавании физики // Материалы региональной научно-практической конференции «Проблемы совершенствования учебного процесса и качества образования». -Кемерово: КемТИПП, 2003. - С. 13613 7. 0,121 п.л. (авторских - 60 %).

45. Чернов И.П., Муравьев C.B., Веретельник В.И., Ларионов В.В., Борисов В.П., Ерофеева Г.В., Шошин Э.Б. Компьютеризированные лабораторные работы третьего поколения по физике как основы информационной технологии элитного образования // Материалы IX Международной конференции «Современные технологии обучения «СТО-2003». - Санкт-Петербург, 2003. -С. 193-194. 0,121 п.л. (авторских-20 %).

46. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Крючков Ю.Ю. Педагогические аспекты создания обучающих систем // Материалы IX международной конференции: Современные технологии обучения «СТО-2003». - Санкт-Петербург, 2003 - Т.2. - С. 152-154. 0,18 п.л.(авторских - 60 %).

47. I.P. Chernov, G.V. Erofeeva, U.I. Turin Scientific-educational complex of the Faculty of Natural Sciences and Mathematics at Tomsk Polytechnic University. // 8th Korea-Russia International Symposium on Sciece and Technology. - Tomsk, 2004. - PP. 297-300. 0,25 п.л. (авторских - 60 %).

48. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Крючков Ю.Ю. Педагогические принципы построения обучающих систем // Материалы виртуальной научно-методической конференции «Современные проблемы преподавания естественнонаучных дисциплин». - Воронеж, 2001. - С. 4-7. 0,25 п.л. (авторских -50 %).

49. Ерофеева Г.В., Крючков Ю.Ю., Склярова Е.А., Малютин В.М. Автоматизированное тестирование и анализ результатов // Материалы научно-практической конференции «Качество образования. Проблемы и перспективы взаимодействия вузов С.-Петербурга с регионами России». - 2002. - С. 53-54. 0,125 п.л. (авторских - 30 %).

Подл, к печ. 15.03.2006 Объем 2.25 п.л._Заказ №.54 Тир 100 экз.

Типография Mili У

Содержание диссертации автор научной статьи: доктора педагогических наук, Ерофеева, Галина Васильевна, 2005 год

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

1.1. Модернизация российского образования.

1.2. Информатизация образования в России.

1.3. Понятие педагогической технологии. Современные технологии реализации образовательного процесса в высшей школе.

1.4. Дидактические подходы к организации обучения.

1.5. Требования к уровню подготовки бакалавра (технический университет, направление 510400 Физика).

1.6. Особенности физики как дисциплины.

1.7. Концепция методической системы обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий

ГЛАВА 2. ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ НАПРАВЛЕННОСТЬ ОБУЧЕНИЯ В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ НА ОСНОВЕ СОГЛАСОВАНИЯ ПРОГРАММ ДИСЦИПЛИН УЧЕБНОГО ПЛАНА И ПРИМЕНЕНИЯ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

2.1. Системный подход в преподавании физики.

2.2. Цели и задачи курса физики.

2.3. Методика согласования естественнонаучных, математических, общепрофессиональных и специальных дисциплин.125.

2.4. Методологические аспекты курса физики.

2.5. Структурирование материала лекций. Разработка контролирующих вопросов.

ГЛАВА 3.ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ОБУЧАЮЩИХ СИС

3.1. Значение обучающих программ и систем в учебном процессе.174'

3.2. Методические, дидактические и психолого-педагогические требования к компьютерным обучающим программам.

3.3. Анализ программных средств обучения.

3.4. Интерактивная обучающая система, ее возможности, этапы создания системы.

3.5. Основные составляющие обучающих систем.

3.6. Программное обеспечение, используемое для создания ИОС.223'

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕРАКТИВНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ПО ФИЗИКЕ.

4.1. Практическая реализация обучающей системы.

4.2. Методика проведения практического занятия с использованием интерактивной обучающей системы.

4.3. Контроль знаний

4.4. Методические аспекты применения информационных технологий в лабораторном практикуме по физике.

4.5. Методика применения видеолекции и интерактивной обучающей системы для обеспечения самостоятельной работы студентов всех форм обучения.

ГЛАВА 5. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ.

5.1. Результаты апробирования методической системы обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий.

5.2. Статистическая обработка результатов педагогического эксперимента

5.3. Проверка остаточных знаний.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Обучение физике в техническом университете на основе применения информационных технологий"

Новая образовательная программа, возникшая как следствие преобразований российского общества, привела к созданию нового типа высших учебных заведений - технических университетов. Технический университет рассматривается как центр интеграции науки, образования и культуры, осуществляющий преимущественно фундаментальные исследования и подготовку профессионалов повышенного творческого потенциала для научно-технической деятельности по широкому спектру направлений и специальностей.

Уже установлено, что главной проблемой социального и экономического развития общества остается совершенствование структуры и функционирования образования как социального института. Именно раскрытие и выяснение механизма функционирования образования является решающей теоретической базой для выработки научных прогнозов. На данном этапе развития образования появление технических университетов можно рассматривать как закономерный шаг функционирования образования в качестве социального института. Как указывается в работах В. Булановой-Топорковой, A.B. Духавневой, Л.Д. Столяренко [35, С. 30]: «образование, особенно высшее, рассматривается как главный ведущий фактор социального и экономического прогресса».

Более двух тысячелетий тому назад все науки развивались под общим названием "натуральная философия" (натурфилософия). Философы того времени, как правило, изучали все, что было известно об окружающем мире, т.е. были высокообразованными людьми во всех областях знаний.

Название "науки всех наук" натуральная философия сохранила вплоть до конца 17 столетия. И. Ньютон свой труд, обобщивший труды его предшественников, составляющий основу современной классической механики, опубликовал в 1687 году под названием "Математические начала натуральной философии".

Энциклопедические знания ученые того времени не делили на естественнонаучные и гуманитарные. Помимо представлений о неживой природе многие ученые стремились внести свои изменения и в человеческое общество, построить его согласно своим представлениям. Пифагор в родном городе Кротоне организовал школу, где обучал правителей-тиранов не только основам математики, но и науке управления государством. Его система деления общества на 4 класса (Пифагор говорил, что все нужно делить на четыре) была принята не только в Кротоне, но еще в семи городах Древней Греции и просуществовала 25 лет. Гениальные догадки древних философов восхищают нас на пороге третьего тысячелетия: "атомисты" (Демокрит и др.) без электронного микроскопа предугадали атомарное строение материи. Гераклит высказал идеи диалектики, а высказывание Пифагора: "Вселенная - есть гармония чисел" человечество начало понимать лишь после открытия таблицы элементов Менделеева, квантовой механики и т.д.

За три - четыре столетия до н.э. явственно появились элементы физики в трудах Архимеда, Аристотеля, Евклида и др. На Востоке (Индия и Китай) физика и математика по последним представлениям достигали более высокого уровня развития, чем в Европе. Ученые Востока внесли огромный вклад в развитие культуры (Омар Хайям - величайший поэт, философ, физик, и астроном). Дальнейшее развитие натуральной философии привело к ее дроблению, дифференциации научного знания, что, безусловно, способствовало углублению знаний в различных областях. Процесс выделения физики из натурфилософии относится, в основном, к XVII веку, химии, биологии - к XVIII веку.

Влияние физики на развитие других наук (по сути "отделившихся" от физики) на процесс совершенствования техники и технологий, на развитие общества в целом, огромно. Огромно ее значение в создании современного представления об окружающем Мире.

М.В. Ломоносов писал: "Для чего толь многие учинены опыты в физике и в химии? Для чего толь великих мужей были труды и жизни опасные испытания? Для того ли только, чтобы, собрав великое множество разных вещей и материй в беспорядочную кучу, глядеть и удивляться их множеству, не размышляя о их расположении и приведении в порядок?" "Размышление" и "приведение в порядок" огромного информационного материала, созданного в ушедшем веке, который был веком бурного развития физики и конструирования у слушателей стройной согласованной физической картины Мира, которой, несомненно, обладает природа - это трудная задача, стоящая перед преподавателями физики.

Попытаемся выделить общие концептуальные аспекты совершенствования образования в техническом университете. Достоинства существенной черты развития научной мысли и проникновения в глубины мироздания - дифференциации научного знания - несомненны. Но вряд ли кто предполагал, как широко разветвится в будущем фундаментальная наука, что углубление "шахт знаний" (термин И. Ньютона) может привести к результатам, обратным желаемым. Как теперь говорят, даже специалисты, работающие в близких областях физики, перестали понимать друг друга. В связи с этим возникает проблема интеграции знаний, применительно к техническому университету это означает согласование программ всех дисциплин учебного плана данного направления или специальности. Кроме того, модернизация образования в техническом университете должна иметь системный характер, т.е. быть направлена на все компоненты учебного процесса, и включать современные тенденции его преобразования.

С учетом вышесказанного, содержание образования в техническом университете строится на принципах непрерывности, согласовании программ фундаментальных, общепрофессиональных и специальных дисциплин и математики, гуманизации, интеграции знаний и методов познания и деятельности, направлено на духовное саморазвитие личности (приоритет лично-ориентированного метода), ориентировано на высокие интеллектуальные образовательные технологии.

Для обеспечения единства образовательного пространства Российской Федерации и объективной оценки деятельности образовательных учреждений, а также решения вопросов признания и установления эквивалентности документов о высшем образовании национальных и иностранных государств, были введены Государственные образовательные стандарты (ГОСы). В ГОСах формируются требования к уровню подготовки выпускника, на основе которых регламентируется учебный процесс вуза.

Базовой составляющей в требованиях к уровню образования выпускника остается фундаментализация образования, формирующая у будущих специалистов современную научную картину Мира, способствующая интеллектуальному росту личности и ее адаптации в быстроменяющихся социально-экономических и технологических условиях.

Усиление разобщенности между различными научными дисциплинами, исчезновение ясно видимых связей между ними, появление белых пятен в пограничных областях знаний затрудняют усвоение, не позволяют использовать методы, успехи и достижения одной науки при теоретическом и экспериментальном исследовании в иных областях знания. При этом возникает противоречие: углубление знаний в отдельных областях и отсутствие целостного восприятия Мира. Это противоречие ярче всего проявляется при обучении в высшей школе, поскольку учебные планы формируются, как правило, без учета согласования тематики изучаемых дисциплин. В результате наиболее перспективные области научного и технологического развития, существующие на стыках наук, остаются незаполненными, что тормозит развитие наук. Поэтому важнейшая методологическая и педагогическая проблема технической высшей школы заключается в поиске и реализации интегрирующих моментов в процессе обучения физике и другим учебным дисциплинам (химии, биологии, математики, философии и т.д.).

Джон Ньюмен (1801 - 1890 гг.) - основатель модели идеального университета - утверждал, что главная цель - не простое приращение знаний, она состоит в необходимости научить студентов возможностям и методам делать правильные суждения о сути явлений и постоянно стремиться к поиску истин. Задача студента - правильно оценить результат и совершенствовать интеллект. Чтобы приблизиться к решению нелегкой проблемы обучения студентов делать правильные суждения о сути явлений, необходимо построить так учебный процесс, чтобы на каждом виде занятий знания были востребованы.

Как указывает член-корреспондент РАО В.Я. Синенко, «. образование призвано обеспечивать определенный уровень научных знаний и навыков и, кроме того, формировать востребованные обществом навыки поведения личности. Однако на практике реализуется только знаниевый уровень образования, и то с большими проблемами (преобладание репродуктивной деятельности, транслирование готовых знаний, отсутствие структурно-системного подхода при формировании знаний)» [306].

Еще Я.А. Коменский утверждал, что основой успешного обучения является повторение и контроль. Поэтому второй аспект обеспечения фундаментальных знаний - их востребованность на каждом занятии при индивидуальном контроле знаний на любом из них.

Проведенный нами анализ наиболее важных отличий состояний европейского и российского образований показывает, что российскому образованию не свойственна индивидуализация образования, которая достигается соответствующим материально-техническим обеспечением учебного процесса. Кроме того, за рубежом контроль знаний студентов (так называемый мини-опрос), как правило, бывает один раз в неделю (это запланировано в учебном плане).

Наиболее уязвима в плане индивидуализации и контроля знаний - это лекция. Поэтому чрезвычайно важным представляется внедрение инновационных технологий в лекционные занятия. Иначе говоря - чтение лекций в специализированных аудиториях с обратной связью, оснащенных телевизорами, видеокамерой, компьютером и терминалами обратной связи, позволяющими в течение лекции проводить диагностический контроль усвояемости лекционного материала.

Как указывается в работах И.Ю. Соколовой [250], Н.Ф. Талызиной [255] и др. оптимальным можно считать такое психическое состояние, когда эмоции активизируют познавательную деятельность студентов и способствуют ее эффективности и успешности. Такое состояние может быть обеспечено за счет высокого уровня мотивации к обучению, отсутствия личностных и межличностных конфликтов. Кроме того, к условиям, которые способствуют повышению качества подготовки специалистов относятся гуманизация и индивидуализация обучения. Контроль знаний, индивидуализация обучения, как атрибут личностного подхода, гуманизация и демократизация обучения обеспечиваются компьютерными обучающими программами.

И. Ньютон писал: "Природа проста в своих законах, но неизмеримо богата и разнообразна в своих приложениях".

А сложность как раз и заключается в том, чтобы полученные теоретические знания на лекции, прошедшие первоначальную проверку I и II уровня усвоения, применить для решения задач (т.е. уже III уровень усвоения знаний), тем самым получить навыки самостоятельной работы, а далее перейти к творчеству, так необходимому навыку для специалиста технического университета. А это уже задача практического занятия.

Поэтому третий аспект единой методологии и системного подхода при изучении дисциплин технического цикла определяется организацией практического занятия, поиском оптимальных структурных и методических составляющих его, дидактическим обеспечением для интенсификации самостоятельной работы и созданием навыков специалиста.

Достижение высокого качества технического образования, его интенсификация, невозможно без использования новейших информационных технологий, т.е. компьютерных обучающих систем, которые могут иметь широкий спектр применения: проведение практических занятий, самостоятельная работа студентов, коллоквиумы, обучение по экстерну, индивидуальному плану и т.д. Такая обучающая система может содержать целый ряд сбалансированных составляющих:

- структурированный теоретический материал;

- компьютерный эксперимент и компьютерные модели;

- объяснение решения задач;

- тренажеры;

- вопросы и контрольные задачи;

I '

- рейтинговую систему контроля усвоения материала;

- систему, обеспечивающую свободу в выборе траектории;

- систему, фиксирующую результаты работы в протоколе занятия (протокол получает преподаватель в конце занятия).

Итак, еще один концептуальный аспект - разработка обучающей системы с широким спектром применения.

Четвертый аспект комплексного подхода к обеспечению целостности процесса обучения связан с совершенствованием самостоятельной работы студентов, как самым важным определяющим фактором образования, которому в настоящее время уделяется очень большое внимание в связи, в том числе, и с сокращением аудиторной нагрузки студента.

Ю.П. Дубенский [81, С. 94] подчеркивает, что «осмысленным для студента процесс обучения может быть только в том случае, если продукт обучения получается не за счет памяти, а за счет мыслительной деятельности». Кроме того, «физический материал позволяет обучать учеников самостоятельным познавательным действиям при освоении физики, развивать их личностные качества, формировать позиционное мировоззрение» [81, С. 108].

Процесс становления самостоятельности личности в учении является продуктивным, если структура, функции и тенденции управляемого совершенствования учебного процесса. соответствуют природе феномена самостоятельности личности, учитывают особенности ее проявления в деятельности и закономерности развития», - указывает Е.В. Оспенникова [208, С. 17]. При этом «должна быть разработана соответствующая система средств учения, поддерживающая внешние и внутренние планы самостоятельной учебной деятельности; должны быть созданы необходимые организационные условия для самостоятельного учебного труда, . обозначен смысл самостоятельной учебной деятельности, должен цениться и использоваться ее продукт [208, С.81].

Работа выпускника технического вуза сопряжена с творчеством, т.е. со способностью не только применить знания на практике, но и трансформировать умения и навыки в другие области знаний. Воспитание творческих способностей не может основываться только на наличии соответствующих знаний, оно базируется i на развитии самостоятельного мышления. Как указывал П.Л. Капица [148, С. 195]: «Оно может развиваться в следующих основных направлениях: умение научно обобщать - индукция; умение применять теоретические выводы для предсказания процессов на практике - дедукция; и, наконец, выявление противоречий между теоретическими обобщениями и процессами, происходящими в природе - диалектика».

Развивать самостоятельное мышление у студентов невозможно без соответствующим образом разработанных контролирующих материалов, которые бы учитывали развитие перечисленных в высказываниях П.Л. Капицы умений.

Серия коллоквиумов с индивидуальным заданием для каждого студента, текущий контроль знаний на всех видах занятий, т.е. на лекции, практике, лабораторном занятии (имеется ввиду индивидуальный контроль знаний каждого студента) и письменный экзамен - как завершающий этап в нашей работе.

Специфика учебного процесса в техническом университете состоит в практической направленности изучаемых дисциплин, при этом физика представляет собой фундаментальную основу дисциплин технического направления (электротехника, микроэлектроника, материаловедение, сопротивление материалов, прикладная механика, теоретическая механика, геофизика и др.), она также связана с дисциплинами гуманитарного и экономического направлений (философия, история, экономика и др.). Т.е. физика в техническом университете является основой взаимосвязанных дисциплин, взаимодействующих в учебном процессе с субъектом (обучающимся). В этом плане можно говорить 9 необходимости системного подхода к изучению дисциплин технического и гуманитарного направлений в техническом университете. Кроме того, для быстрой адаптации выпускников в изменяющихся социально-экономических условиях обучение должно быть тесно связано с наукой.

Таким образом, с одной стороны, задача подготовки высокопрофессионального специалиста в техническом университете напрямую связана с эффективностью процесса обучения физике в данном университете. С другой стороны, в Государственных образовательных стандартах (образца 2001 г.) на большой объем материала по физике отводится в два раза меньшее число аудиторных часов по сравнению с учебными планами 1999 - 2000 гг. Поэтому необходима разработка специальных научно-методических материалов для обеспечения самостоятельного изучения студентами части разделов курса физики и последующего контроля знаний. Таким образом, существует противоречие между необходимостью подготовки в технических университетах высокопрофессионального специалиста, владеющего фундаментальными знаниями по физике, и отсутствием соответствующего научно-методического обеспечения учебного процесса.

Как следует из анализа содержания приказов и инструктивных писем Минобразования, большое значение в образовании придается внедрению новых информационных технологий (НИТ): инструктивное письмо Минобразования «Об активизации самостоятельной работы студентов высших учебных заведений» от 27.11.2002 г. № 14-55-936 ин/15; приказ № 362 от 13.03.95 г. (рекомендуется «. усилить концептуальное и ресурсное сопровождение и поддержку процесса информатизации высшего образования»); приказ № 727 от 10.03.2000 г. (в качестве важнейших императив указывается «разработка и реализация, мер по поддержке инновационных подходов и внедрения новых информационных технологий»).

Целым рядом исследований доказана эффективность применения НИТ в обучении физике, в том числе для организации самостоятельной работы студентов (В.П. Беспалько, JI.X. Зайнутдинова, В.А. Ильин, А.Н. Мансуров, В.М. Монахов, И.В. Роберт, В.К. Селевко и др.).

Информатизация образования при соответствующем программном и методическом обеспечении позволяет решить многие образовательные задачи. Однако анализ использования новых информационных технологий в учебном процессе свидетельствует о недостаточном и бессистемном применении НИТ как при обучении физике, так и другим дисциплинам (Т. Гергей, Б.С. Гершунский, JI.X. Зайнутдинова, Е.И. Машбиц, Е.С. Полат и др.). Об этом же говорит и проведенное нами исследование. Поэтому в этом направлении наметилось противоречие между назревшей необходимостью широкого внедрения информационных технологий в учебный процесс и их недостаточным методологическим, дидактическим и методическим обеспечением, а также фрагментарным применением НИТ на отдельных видах занятий по физике.

В инструктивном письме Министерства по науке и образованию ректорам высших учебных заведений (от 17.03.99 № 07-55-Шин) отмечается, что в настоящее время «. главной проблемой информатизации образования является отсутствие единого подхода в формировании новых направлений применения информационных технологий в образовательной деятельности». Это свидетельствует о наличии еще одного противоречия между существованием в практике различных направлений применения НИТ и отсутствием единого подхода к методологии применения НИТ в образовании.

Известно, что в качестве общественной цели профессиональной образовательной программы рассматривается фундаментализация высшего инженерного образования. В международном проекте «Фундаментальное университетское образование», представленном на XXVIII генеральной конференции ЮНЕСКО, фундаментализация образования российскими учеными трактуется как создание целостной системы, в которой отдельные дисциплины рассматриваются не как совокупность традиционных автономных курсов, а как единые циклы дисциплин, связанные общей целевой функцией и междисциплинарными связями. Поскольку физика в техническом университете связана со всеми дисциплинами учебного плана, как технического (ОПД и СД дисциплинами), так и гуманитарного направлений (философией, экономикой, социологией, психологией и др.), она может послужить основой для такой совокупности дисциплин, связанных единой методологией системного подхода к применению НИТ.

Проблема фундаментальности обучения физике не является новой, этой проблеме посвящены многочисленные исследования В.И. Байденко, A.A. Вербицкого, Г.П. Вяткина, А.Д. Гладуна, О.Н. Голубевой, В.В. Долженко, И.Я. Ме-лик-Гайказян, Н.П. Калашникова, В.Н. Козлова, J1.B. Масленниковой, Е.А. Румбешта, A.B. Субетто, А.Д. Суханова, В.Е. Шукшунова и др., время от времени она рассматривается на научно-методических конференциях, обсуждается на страницах журналов и т.п.

Объектом исследования выбран процесс обучения физике в техническом вузе.

- на основе концепции создать методическую систему обучения физике в техническом университете, ведущим принципом которой считать единство фундаментальной, профессиональной и гуманитарной составляющих образования студентов технического университета и системного подхода к применению НИТ;

- построить модель методической системы обучения физике в техническом университете, системообразующими элементами которой являются согласование программ дисциплин учебного плана и новые информационные технологии;

- в общую структуру предметной подготовки ввести рейтинговую систему оценки знаний на всех видах занятий по физике с использованием НИТ, то можно повысить эффективность обучения студентов физике в техническом университете. Под эффективностью обучения понимается: объем знаний студентов, их прочность, интерес к обучению.

- выявить теоретические основания применения НИТ на всех видах занятий при обучении физике и другим дисциплинам в техническом вузе, а также адекватного научно-методического обеспечения учебных занятий;

- разработать концепцию методической системы обучения физике в техническом университете на основе системного подхода к применению информационных технологий и единства фундаментальной, профессиональной и гуманитарной составляющих образования студентов технического университета;

- разработать теоретически обоснованную модель методической системы обучения физике с применением НИТ на всех этапах учебного процесса и при организации самостоятельной работы студентов, включающую:

- согласование программ естественнонаучных, математических, общепрофессиональных, профессиональных и гуманитарных дисциплин;

Методологической основой исследования являются:

- работы в области системного подхода, методологических проблем теоретического познания, соотношения научного и учебного познания, философии и гносеологии (Г. Гегель, В.Д. Губин, Н.В. Бряник, В.В. Ильин, В.А. Канке, Дж. Локк, Б.И. Липский);

- научные идеи в области фундаментализации образования: В.И. Бай-денко, A.A. Вербицкого, Г.П. Вяткина, А.Д. Гладуна, О.Г. Голубевой, В.В. Дол-женко, И.Я. Мелик-Гайказян, Н.П. Калашникова, В.Н. Козлова, Л.В. Масленниковой, A.B. Субетто, А.Д. Суханова, В.Е. Шукшунова и др. и в области разработки и применения компьютерных технологий (В.П. Беспалько, И.М. Бобко, Т.П. Воронина, Г. Гварамия, Б.С. Гершунский, B.C. Диев, Л.Х. Зайнутдинова, К.К. Колин, В.В. Лаптев, Д.Ш. Матрос, И.И. Мешков, В.П. Монахов, П.И. Пидкасистый, Е.С. Полат, В.И. Попенков, И.В. Роберт, В.К. Селевко, A.B. Смирнов и др.);

- научные основы социального опыта в трудах психологов и педагогов в том числе и в области, определяющей требования к созданию обучающих систем (Е.Е. Алгинин, В.Д. Алексеев, О. Ашхотов, Ю.К. Бабанский, Б.И. Вершнин, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, Т.Н. Гергей, В.П. Зинченко, Е.И. Машбиц,

A.A. Митькин, H.H. Моисеев, И.Н. Носс, В.В. Рубцов, С.И. Самыгин,

B.Я. Синенко, И.Ю. Соколова, Р.Л. Солсо, Н.Ф. Талызина, В.Д. Шадриков и др-);

- дидактические исследования по проблеме оптимизации учебного процесса, форм и методов структурирования содержания обучения (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, И.М. Бобко, М.А. Данилов, Ю.П. Дубенский, В.И. Загвя-зинский, А. Кузнецов, И.Я. Лернер, В. Оконь, И.В. Роберт, A.B. Хуторской) и контроля знаний (B.C. Аванесов, В.И. Васильев, А.Ю. Деревнина, А.Н. Майоров, Е. Михайлычев);

- идеи и исследования в области теории и методики преподавания физики, в том числе в технических вузах (В.А. Ильин, С.Е. Каменецкий, А.Н. Мансуров, Н.С. Пурышева, В.Я. Синенко, Е. Синицын, A.B. Усова, А.А Червова, Н.В. Шаронова, O.A. Яворук и др.; X. Гулд, Ю.П. Дубенский, Н.М. Зверева,

Л.В. Масленникова, И.И. Мешков, А.И. Пилипенко, А.И. Подольский, Я. То-бочник, Л.Ф. Филатова и др.).

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

- метод системно-структурного построения содержания учебных предметов в вузе;

- метод моделирования учебного процесса в компьютерных обучающих системах;

- педагогический эксперимент в различных его видах;

- методы математической статистики для количественных оценок результатов эксперимента.

- психолого-педагогических подходов с учетом когнитивной и деятельно-стной теорий учения;

- частно-методических принципов, учитывающих специфические особенности физики как науки.

4. В соответствии с системным подходом к применению информационных технологий на всех видах занятий по физике разработаны структура, компоненты и программное обеспечение компьютерной обучающей системы по физике с обратной связью, включающей поливариантное методическое обеспечение с I датчиком случайных чисел для разброса данных, задачи с компьютерными экспериментами, рейтинговую систему контроля знаний, статистические данные успеваемости каждого студента (реализация принципов интерактивности, коммуникативности, наглядности, доступности, индивидуальности, психолого-педагогических и дидактических принципов, когнитивной и деятельностной теории обучения), а также методику применения обучающей системы для проведения практических занятий и занятий по контролю знаний. Методическое обеспечение интерактивной обучающей системы (ИОС) включает разделы физики согласно рабочей программе, составленной на основе образовательного стандарта технического вуза.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его результаты вносят вклад в развитие теоретических основ методики обучения физике. В частности:

- выявлена специфика технического университета;

- проанализированы направления модернизации российского образования;

- дан анализ функциональных возможностей информационных технологий в образовании;

- указаны специфические особенности обучения физике;

- теоретически обоснованны и разработаны концептуальные положения р построены методическая система и модель обучения студентов физике в техническом университете на основе применения информационных технологий;

Практическая значимость исследования определяется тем, что:

2. Разработаны дидактические материалы по лекционному курсу физики в технических университетах (в автоматизированных аудиториях с обратной связью), дидактические материалы для интерактивной обучающей системы (проведение практических занятий), дидактические материалы для проведения лаI бораторных работ, имеющих выход на компьютер. Методическое обеспечение используется преподавателями кафедр физики Томского политехнического университета и других вузов.

Третий этап (1996 - 2000 гг.) был посвящен разработке и внедрению ин

I t терактивной обучающей системы по физике на базе компьютеров Макинтош в учебный процесс, уточнением и корректировкой сценария, текста, программы, разработкой новых сценариев и программ для последующих занятий с проведением эксперимента по исследованию системы, и разработкой и внедрением версии интерактивной обучающей системы на платформе IBM PC и проведением педагогического эксперимента.

На защиту выносится:

2. Модель методической системы обучения физике студентов в техническом университете, одним из системообразующих факторов которой является согласование программ дисциплин учебного плана, другим - новые информационные технологии, инвариантные к организации учебного процесса других дисциплин, с учетом:

- принципа профессиональной направленности обучения, реализации которого способствует согласование программ физики с общепрофессиональными и специальными дисциплинами;

- принципа интерактивности, являющегося приоритетным для педагогического проектирования профессионально и предметно ориентированных программно-дидактических систем, реализующихся благодаря разработке программных средств, обеспечивающих обратную связь с обучаемым;

Апробация результатов исследования

Основные результаты диссертации были представлены и обсуждались на следующих конференциях, съездах и симпозиумах: международной конферен1 ции «Организация методической проблемы многоуровневой подготовки специалистов в технических университетах» (Томск, 1994), International UNESCO conference of engineering education (Moscow, 1995), II международной научно-практической конференции «Технический университет: реформы в обществе и открытое образовательное пространство» (Томск, 1996), III международной научно-практической конференции «Технический университет: дистанционное техническое образование» (Томск, 1998), международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании» (Новосибирск, 1998, 2001), съезде российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке» (Москва, 2000), IV международной научно-практической конференции «Высшее техническое образование: качество и интернационализация» (Томск, 2000), I международной научно-практической конференции «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI в. в техническом университете» (С.-Петербург, 2001), VII Всероссийский научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-7, С.-Петербург, 2001), IV межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы взаимодействия вузов Санкт-Петербурга с регионами России в контексте реформирования образования (С.-Петербург, 2001), III Уральской региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физического образования на рубеже веков», международной научно-практической конференции «Проблемы и практика инженерного образования. Международная аккредитация образовательных программ» (Томск, 2002), II международной научно-практической конференции «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI в. в техническом университете» (С.-Петербург, 2002), VIII международной конференции «Современные технологии обучения» (С.-Петербург, 2002), V международной научно-практической конференции (Томск, 2002), международном симпозиуме «Инновационный университет и инновационное образование: модели, опыт, перспективы» (Москва, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 95 работ, объемом свыше 100 печатных листов.

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

- результаты работы были представлены на конкурсах в Томске, Москве, Новосибирске и др., получены дипломы различного ранга, автор является лауреатом конкурса Томской области в сфере образования и науки (2002 г.). Проведенное исследование, подтвердившее выдвинутую нами гипотезу, позволило сделать следующие выводы:

1. При обучении физике фундаментализация высшего технического образования остается одним из ключевых направлений, а согласование естественнонаучных, математических, общепрофессиональных и специальных дисциплин является одной из проблем фундаментализации. Другой проблемой фундаментализации является интенсификация самостоятельной работы студентов на всех видах занятий. Работы в этом направлении ведутся активно, однако обозначилась недостаточность педагогических исследований, специально посвященных вопросам методологии обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий.

2. Объединение в рамках представленного исследования ведущих идей, основных положений и подходов психологии, педагогики, методики преподавания физики, системного подхода к применению информационных технологий позволило разработать методологические и организационно-методические основы методической системы обучения студентов физике в техническом университете на основе применения информационных технологий, включающей: согласование программ естественнонаучных, математических, общепрофессиональных и специальных дисциплин; чтение лекций в автоматизированных аудиториях с обратной связью; проведение практических занятий с применением обучающих систем, лабораторных занятий с применением компьютеров; проведение самостоятельной работы с применением видеолекции и обучающей системы. ; <

- обеспечению информационной целостности обучения естественнонаучным, математическим, общепрофессиональным и специальным дисциплинам;

4. Перспективы дальнейших исследований по данной проблематике связаны с созданием и внедрением разработанной педагогической технологии для изучения других дисциплин, пронизанных единой методологией построения содержания и организации учебного процесса на всех этапах непрерывной подготовки специалиста в техническом университете. Кроме того, разработанная педагогическая технология в составе образовательного комплекса факультета естественных наук и математики будет использована для подготовки элитных специалистов в Томском политехническом университете, р. также может использоваться при преобразованиях в контексте Болонской декларации.

Предложенная методическая система обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий была апробирована на кафедре общей физики и кафедре теоретической и экспериментальной физики факультета естественных наук и математики ТПУ, в Институте инженерной педагогики при ТПУ, в Норильском индустриальном институте, Новосибирском государственном техническом университете, Омском государственном университете, Алтайском государственном техническом университете. '

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования были получены следующие основные результаты:

- выявлена специфика технического университета;

- выявлены концептуальные аспекты и разработаны концепция обучения физике в техническом университете на основе применения информационных технологий;

- разработана методическая система обучения физике в техническом университете на основе системного применения информационных технологий, опираясь на деятельностный, когнитивный и личностно ориентированный подходы;

- разработана методика согласования программ естественнонаучного и математического циклов с общепрофессиональными и профессиональными ¡дисциплинами и методика включения научных достижений преподавателей в региональную и вузовскую компоненты ОСа;

- создано методическое обеспечение для внедрения новых информационных технологий на лекции и введено в учебный процесс;

- разработана методика создания обучающих систем, создана обучающая ¡система по физике, включающая 24 занятия, которая апробирована в учебном процессе;

- создано методическое и программное обеспечение организации самостоятельной работы студентов (видеолекция и интерактивная обучающая система);

- проанализированы результаты внедрения методической системы в учебный процесс, проверены эффективность методической системы и поставлен педагогический эксперимент.

Список литературы диссертации автор научной работы: доктора педагогических наук, Ерофеева, Галина Васильевна, Томск

1. Аванесов B.C. Композиция тестовых заданий. - М.: Ассоциация инженеров-педагогов, 1996. - 112 с.

2. Аванесов B.C. Научные проблемы тестового контроля знаний: Монография. М.: Исследовательский центр, 1994. - 307 с.

3. Аванесов B.C. Теоретические основы разработки заданий в тестовой форме: Учебное пособие. -М.: МГТА, 1995. 149 с.

4. Аванесов B.C. Тесты в социологическом исследовании. М.: «Наука», 1982.-С. 124-126.

5. Агранович Б.Л., Богатырь Б.Н., Ямпольский В.З. Системный анализ стратегий информатизации образования. //Проблемы информатизации высшей школы. 1997. - № 3-4 (9-10). - С. 9-13.

6. Агранович Б.Л., Былина В.Д., Гольдшмидт М.Г., Лисицын В.М., Пушкин A.B., Третьякова Э.В., Чудинов В.М., Чучалин А.И. Образовательный стандарт Томского политехнического университета. Томск: Изд-во ТПУ, 1999.-С. 21.

7. Агранович Б.Л., Былина В.Д., Гольдшмидт М.Г., Лисицын В.М., Пущкин A.B., Третьякова Э.В., Чудинов В.М., Чучалин А.И. Образовательный стандарт Томского политехнического университета. Томск: Изд-во ТПУ, 1999.-С. 51-89.

8. Агранович Б.Л., Карякин Ю.В. Повышение эффективности лекционной формы обучения в вузе путем создания АСУ ПДС «Лекция» // Вопросы научной организации учебного процесса в вузе. Томск: Изд-во ТГУ, 1981.-С. 50-56.

9. Айзенцон А.Е. Курс физики: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во «Высшая школа», 1996. - 462 с. ;

10. Акинфеева Н.В. Квалиметрический инструментарий педагогических исследований // Педагогика. 1998. - №4. - С. 30-35.

11. Алгинин Е.Е., Рубцов B.B. и др. Концепция информатизации образования // Информатика и образование. 1990. - №1. - С. 3-9.

12. Александров Г.Н. Программированное обучение и новые информационные технологии обучения // Информатика и образование. 1993. - № 5. -С. 7-25.

13. Алексеев В.Д., Андреев Г.П., Давыдов H.A. Педагогические проблемы совершенствования учебного процесса в академии на основе использования ЭВМ. -М.: ВПА, 1988.-80 с.

14. Аленичева Е., Монастырев Н. Электронный учебник: Проблемы создания оценки качества//Высшее образование в России. 2001. - №1. - С. 121-123.

15. Алферов Ю.С. Организация управления образованием в США //Социально-политический журнал. 1988. - №3. - С. 174-193.

16. Амбарцумян В.А. Философские вопросы науки о Вселенной. Ереван, 1973. - 423 с.

17. Афанасьев Ю.Н. Может ли образование быть не гуманитарным? // Вопросы философии. 2000. - №7. - С. 37-43.

18. Ахметова Д.А., Гурье JL Преподаватель вуза и инновационные технологии // Высшее образование в России. 2001. - №4. - С. 138-144.

19. Ашхотов О., Здравомыслов М., Ашхотова А. Компьютерные технологии в образовании // Высшее образование в России. 1996. - №3. - С. 109-118.

20. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения: Общедидактический аспект // Избранные педагогические труды. М.: Педагогика, 1989. - 256 с.

21. Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса: (Метод, основы). М.: Просвещение, 1982. - 192 с. ;

22. Барабанщиков В.А. Динамика зрительного восприятия. М.: «Наука», 1990.-239 с.

23. Беленок И.Л. Теоретические основы методической подготовки учителя физики к профессиональной деятельности как к творческой в условиях педвуза: Автореферат дисс. на соиск. ученой степени д-ра пед.наук Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 1996. - 36 с.

24. Берулава М.Н. Интеграция содержания образования. М: Педагогика, 1993.- 172 с.

25. Беспалько В.П. Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия). М.: 2002. - 352 с.

26. Беспалько В.П. Программированное обучение. Дидактические основы. -М.: Высшая школа, 1970. 300 с.

27. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989.-192 с. ;

28. Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно- методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов: Учебное пособие. М.: Высш. шк. 1998.-144 с.

29. Божович Е.Д. Практико-ориентированная диагностика учения: проблемы и перспективы // Педагогика. 1997. - №2. - С. 14-20.

30. Болтянский В.И, Рубцов В.П. Игровые компьютерные среды учебного назначения // Информатика и образование. 1990. - №5. - С. 10-15.

31. Бряник Н.В. Введение в современную теорию познания: Учеб. Пособие. -М.: Академ. Проект, 2003. 288 с.

32. Буланова-Топоркова В., Духавнева A.B., Столяренко Л.Д. Педагогика и психология высшей школы: Учебное пособие. Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.- 544 с.

33. Ваграменко Я.И. Информатизация общего образования: Итоги и направления дальнейшей работы // Педагогическая информатика. 1997. - №1. - С. 41-51.

34. Васильев В.И., Демидов А.Н., Малышев Н.Г., Тягунова Т.Н. Методологические правила конструирования компьютерных тестов М.: ВТУ, 2000. -64 с.

35. Вербицкий A.A. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход.- М.: Высшая школа, 1991.- 207 с.

36. Вершинин Б. И., Орехов Л. П. Разработка новых технологий обучения с учётом функциональных возможностей мозга// Образов, ст. вуза. 1996. С. 35.^40:

37. Вовк В. М. Условия эффективного внедрения ЭВМ в учебный процесс в условиях перестройки высшей школы. Львов, 1988. - С. 37-38.

38. Воронин Ю.А., Чудинский P.M. Соотношение натурного и модельного; экспериментов в физическом практикуме // Физическое образование в вузах. -М.: Издательский дом МФО, 2003. Т.9. - №2. - С. 59-73. !

39. Воронина Т.П., Кашицин В.П., Молчанова О.П. Образование в эпоху новых информационных технологий. М.: Информатика, 1995. - 220 с.

40. Выготский Л.С. Мышление и речь. Сбор. соч. в 6-ти томах. Т.2. М.: Педагогика, 1989. - 426 с.

41. Выготский Л.С. Педагогическая психология /Под ред. В.В. Давыдова. М.: Педагогика, 1991. - 479 с.

42. Выготский Л.С. Сбор. соч. в 6-ти томах М.: Педагогика, 1984. - 437 с. :

43. Гальперин П.Я. Методы обучения и умственного развития. М.: Педагогика, 1985.-212 с.

44. Гальперин П.Я. Психология мышления и учение о поэтапном формировании умственных действий // Исследование мышления в советской психологии. -М.: Наука, 1966. С. 236-277.

45. Гальперин П.Я. Программированное обучение и задачи коренного усовершенствования методов обучения // К теории программированного обучения. -М, 1967.-С. 3-11.

46. Гварамия Г., Маргвелашвили И., Мосиашвили Л. Опыт разработки компьютерных учебных пособий по физике // ИНФО. 1990. - №6. - С.79.

47. Гергей Т., Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы эффективного применения компьютера в учебном процессе // Вопросы психологии. 1985. -№3,-С. 41-49.

48. Гершунский Б.С. Философско-методологические основания стратегии; развития образования в России. М., 1993. - 160 с.

49. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования: Проблемы и перспективы. М.: Педагогика, 1987. - 264 с.

50. Гершунский Б.С. Философия образования для XXI века (в поисках практи-ко-ориентированных образовательных концепций). -М., 1997. 697 с.;

51. Гладун А.Д., Шомполов И.Г., Трушин В.Б. Фундаментальная физика -краеугольный камень будущих социально-естественных научных университетов // Физическое образование в вузах. 2003. - Т.9. - №4. - С. 5-13.

52. Гласс Дж., Стенли Дж. Статистические методы в педагогике и психологии. -М., 1976.-495 с.

53. Глен М.Н. Видеолекции как элемент учебного процесса // Телекоммуникации и информатизация образования. 2000. - №1. - С. 42-49.

54. Гленсдорф И., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуации. М.: Мир, 1973. - 280 с.

55. Глоссарий современного образования (терминологический словарь)/ JI.B. Левчук // Народное образование. 1997. - №3. - С. 65.

56. Глущенко А.А. Влияние интеграции учебной и научной деятельности преподавателя высшей школы на качество подготовки специалистов. Автореферат диссертации доктора пед. наук. М., 1998. - 31 с.

57. Гордон В.М. Образное мышление. М.: Тривола, 1996. - 337 с.

58. Горлов П.И., Максимов В.Е., Минин М.Г., Михайлова Н.С. Разработка диагностического комплекса общеобразовательной подготовки учащихся // Вестник Томского гос. педагог, ун-та. Томск: ТГПУ, 1997. - Выпуск 2. - С. 16-20.

59. Горчаков Л.В., Чернявская Б.Г. Компьютеризация лабораторных работ по курсу «Радиоэлектроника» //Открытое и дистанционное образование. -2002.-№5.-С. 71-73.

60. Горчаков Л.В. Электронная лаборатория по курсу автоматизации физических исследований // Телематика-2003: Труды X Всероссийской научно-методической конференции. Томск, 2003. - Т.2. - С. 398-399.

61. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. М.: Педагогика, 1997. - 136 с.

62. Громыко Н.В. Интернет и постмодернизм их значение для современного образования // Вопросы философии. - 2001. - №3. - С. 175-180.

63. Гулд X., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: в 2-х;частях. Пер. с англ. М., Мир, 1990. - 349 с. (400 с.)

64. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения: Опыт теоретического и экспериментально-психологического исследования. -М.: Педагогика, 1986. 240 с.Y

65. Давыдов В.В., Вардонян И.М. Учебная деятельность и моделирование. -Ереван: Луйск, 1981.-270 с.

66. Далингер В.А. Компьютер творческого мышления учащегося // Новые информационные технологии в университетском образовании. Новосибирск: Изд-воНИИИМИООНГУ, 1995.-С. 155-157.

67. Даммер М.Д. Методические основы построения опережающего курса физики основной школы: Автореферат дисс. на соиск. ученой степени д-ра пед.наук Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 1997. - 41 с.

68. Данилов М.А. Принципы обучения //Дидактика средней школы. Некоторые проблемы современной дидактики /Под. ред. М.А. Данилова и М.Н. Скатки-на. М.: Просвещение, 1975. - С. 82-114.

69. Данилов М.А. Процесс обучения // Дидактика средней школы. Некоторые проблемы современной дидактики/ Под ред. М.А. Данилова и М.Н. Скат-кина. М.: Просвещение, 1975. - с. 82-114.

70. Демидов В.Е. Как мы видим то, что видим. М.: Знание, 1987. - 240 с.

71. Демкин В.П. Актуальные задачи информатизации образования // Единая образовательная информационная среда: проблемы и пути развития. Материалы II Всероссийской научно-практической конференции-выставки. -Томск, 2003.-С. 19-21.

72. Демкин В.П., Можаева Г.В. Учебно-методическое обеспечение образовательных программ на основе информационных технологий //Открытое и дистанционное образование. 2003. - № 10. - С. 5-8.

73. Демушкин A.C., Кириллов А.И., Сливина H.A., Чубров Е.В., Кривошеев А.О., Фомин С.С. Компьютерные обучающие программы // Информатика и образование. 1995. - №3. - С.15-22.

74. Деревнина А.Ю., Семикин В.А., Кошелев М.Б. Системы тестирования в электронных учебниках. // Информационные технологии. 2002. - №5.; - С. 34-38.

75. Дмитриенко В.А., Лурья H.A. Образование как социальный институт (тенденции и перспективы развития). Красноярск: Изд-во Красноярского университета, 1989. - 184 с.

76. Долженко О.В., Шатуновский В.Л. Современные методы и технологии обучения в техническом вузе. М.: Высш. шк., 1990. - 191 с.

77. Дубенский Ю.П. Исследовательско-конструкторский подход к дидактике физики: диссертация на соиск. ученой степени д-ра пед.наук Челябинск, 1996.-345 с.)

78. Дьяченко И.И. Формирование фундаментальной теории в педагогике. -Красноярское книжное изд-во, 1976. 187с.

79. Ерофеева Г.В. Интерактивная обучающая система по физике: Учебно^ пособие. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2003. - 470 с.

80. Ерофеева Г.В. Курс физики в техническом университете на основе информационных технологий: Монография. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. -248 с.

81. Ерофеева Г.В. Лекции по физике и естествознанию в аудиториях с обратной связью // Труды научно-методической конференции «Образовательные технологии: состояние и перспективы». Томск: Изд-во ТПУ, 1999. -С. 24-25.

82. Ерофеева Г.В. О применении метода параметрического резонанса для быстрого вывода электронного пучка // Ж. технической физики, XLVI, 1976. -С. 903-904.

83. Ерофеева Г.В. Релятивистские эффекты в малогабаритном бетатроне // Известия вузов. Физика. 1985. - Выпуск №215. - С. 40-45.

84. Ерофеева Г.В. Чтение лекций в аудиториях с обратной связью // Труды научно-практической конференции «Компьютеризация учебного процесса в вузе». Томск, 1991. - С. 83-84.

85. Ерофеева Г.В., Ефремова H.A. Курс физики на ЭВМ.// Труды научно-методической конференции «Образовательный стандарт вуза. Совершенствование содержания и технологии учебного процесса». Томск, 1997. -С. 40-41.

86. Ерофеева Г.В., Касьянов В.А., Мынка A.A., Пушин B.C., Чахлов B.JI. Бетатрон. Авторское свидетельство на изобретение // №526230, 1976.

87. Ерофеева Г.В., Крючков Ю.Ю., Склярова Е.А., Малютин В.М. Методы и принципы построения обучающих систем // Физическое образование. -2003. -Т.9.-№1.- С. 49-63.

88. Ерофеева Г.В., Крючков Ю.Ю., Склярова Е.А., Малютин В.М. Методические аспекты создания обучающих систем по предметам естественнонаучного цикла // Известия ТПУ. Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - №2. - Том 306. -С. 49-56.

89. Ерофеева Г.В., Ларионов В.В., Чернов И.П. Курс современного естествознания: Учебное пособие. 4.1. Томск: ТПУ, 1999. - 100 с.

90. Ерофеева Г.В., Малютин В.М., Стройнова В.Н. Интерактивная обучающая система по физике. Часть II. Электродинамика // Известия вузов. «Физика». 2000. - №2. - С. 62-68.

91. Ерофеева Г.В., Малютин В.М., Стройнова В.Н. Интерактивная обучающая система по физике на базе компьютеров «Макинтош» // Информационные технологии в образовании. 1998 - №3. - С. 37-41.

92. Ерофеева Г.В., Малютин В.М., Стройнова В.Н., Смекалина Т.В., Склярова Е.А. Интерактивная обучающая система по физике на базе компьютера

93. Макинтош // Труды научно-методической конференции «Образовательные технологии: состояние и перспективы». Томск: ТПУ, 1999. - С. 19-20.

94. Т.В. Методологическая основа обучающих систем // Труды международной научно-практической конференции «Проблемы и практика инженерного образования. Международная аккредитация образовательных программ». Томск, 2002. - С. 84-85. ;

95. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М. Интерактивная обучающая система по физике. Часть IV. Элементы квантовой механики. Атомная и ядерная физика. Томск: Изд-во ТПУ, 2002 . - 160 с.

96. Ерофеева Г.В., Склярова Е.А., Малютин В.М. Компьютерные технологии обучения // Труды VIII международной конференции «Современные технологии обучения. СТО- 2002». С.- Петербург, 2002. - С. 72-74 .

97. Ерофеева Г.В., Склярова. Е.А., Малютин В.М., Крючков Ю.Ю., Смекалина Т.В. Педагогические и методологические основы обучающих систем // Труды V международной научно-практической конференции. Томск, 2002.-С. 63.

98. Ерофеева Г.В., Стройнова В.Н., Малютин В.М. Интерактивная обучающая система по физике. Учебное пособие. Часть I. Механика. Томск: Изд-во ТПУ, 1998.- 150 с.

99. Ерофеева Г.В., Стройнова В.Н., Малютин В.М. Интерактивная обучающая система по физике. Учебное пособие. Часть II. Электродинамика. Томск: Изд-во ТПУ, 1999.- 140 с.

100. Ерофеева Г.В., Стройнова В.Н., Малютин В.М. Интерактивная обучающая система по физике. Учебное пособие. Часть III. Колебания. Волновая оптика. Томск: Изд-во ТПУ, 2000. - 150 с. \ '

101. Ерофеева Г.В., Стройнова В.Н., Малютин В.М., Смекалина Т.В. Компьютерный учебник по физике. Часть I //Известия вузов. «Физика». 1997. -№7.-С. 107-114.

102. Ерофеева Г.В., Стыров В.В., Тюрин Ю.И. Люминесценция монокристадлоз при сколе в атомарном водороде. I. Экспериментальные результаты // Ж. физической химии, LXII. 1988. - С. 1340-1344.

103. Ерофеева Г.В., Стыров В.В., Тюрин Ю.И. Люминесценция монокристаллов при сколе в атомарном водороде. II. Кинетический и микроскопический механизм // Ж. физической химии, LXII. 1988. - С. 1335-1339.

104. Ерофеева Г.В., Чахлов В.Л. Бетатрон. Авторское свидетельство на изобретение//№677136, 1979.

105. Ерофеева Г.В., Чахлов В.Л. Малогабаритный импульсный источник электронов с энергией 1-5-6 МэВ // Ж. Приборы и техника эксперимента. 1980. - №5. - С. 29-31.

106. Ерофеева Г.В., Чахлов.В.Л., Бельтяев Ю.Н. Бетатрон ПМБ-6 с выведенным электронным пучком // Приборы и техника эксперимента. 1975. - №3. -С. 32-33.

107. Ерофеева Г.В., Чахлов В.Л., Филиппова В.А. Динамика электронов в управляющих полях с азимутальной вариацией в процессе вывода из бетатронов // Известия вузов. «Физика», выпуск 1. Томск, 1980. - С. 110-120.

108. Ерофеева Г.В., Чернов И.П., Ларионов В.В. Согласование курсов естественнонаучных дисциплин и математики в техническом университете // Физическое образование в вузах. 2001. - Том 7. - №2. - С. 129-134.

109. Ерофеева Г.В., Чернов И.П., Ларионов В.В. Фундаментальное образование и системный подход // Труды IV международной научно-практической конференции «Высшее техническое образование: качество и интернационализация». Томск: ТПУ, 2000 . - С. 105-106.

110. Ерофеева Г.В., Чернов И.П., Ларионов В.В., Стародубцев В.А. Развитие естественнонаучного образования в техническом университете //Съезд российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке». М.: МГУ, 2000. - С. 77.

111. Ершов А.П. Концепция информатизации образования //Информатика и образование. 1988. - №6. - С. 3-22.

112. Загвязинский В.И. Дидактика высшей школы. Челябинск, 1990. - 96с.

113. Загвязинский В.И. Методология и методика дидактического исследования. -М.: Педагогика, 1981. 160 с.

114. Загвязинский В.И. Теория обучения. Современная интерпретация. Учебное пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2001. - 192 с.

115. Зайнутдинова JI.X. Создание и применение электронных учебников (на примере общетехнических дисциплин): Монография. Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 1999. - 364 с.

116. Зверева Н.М. Активизация мышления учащихся на уроках физики: Из опыта работы // Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1980. - 112 с. ;

117. Зинченко В.П., Вучетич Г.Г. Формирование зрительного образа. М.: МГУ, 1980.- 181 с.

118. Зотов Ю.Л., Шипаева Т.А. Взаимосвязь общеобразовательных и специальных дисциплин в политехническом вузе // Aima mater. 2001. - №6. - С. 26.

119. Иванов Б.Н. Принципы современной физики. -М.: Наука, 1973. 128 с.

120. Ильин В.А., Древич Ж.С. История физики. Курс мультимедийных лекций // Сборник трудов конгресса конференций «Информационные технолргии в образовании» («ИТО-2003»). 2003. -С. 53 - 54.

121. Ишкова Л.В. Мониторинг качества образования: современные подходы //Инновационная деятельность, исследования, разработки, внедрение. 4.1.-Новокузнецк, 1999.-С. 105-110.

122. Каймин В., Рудаков Э., Тимошенков А., Щеголев А. Технология разработки учебных программных средств //Информатика и образование. 1987. - №6.,-С. 63-65.

123. Кальней В.А., Шишов С.Е. Технология мониторинга качества обучения в системе «учитель-ученик»: (методическое пособие для учителя). М.: Педагогическое общество России, 1999. - 75 с.

124. Канке В.А. Философия: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Логос, 1999.-352 с.

125. Капица П.Л. Эксперимент. Теория. Практика. М.: Изд-во «Наука», 1977. -351 с.

126. Карасова И.С. Проблемы взаимосвязи содержательных и процессуальных сторон обучения при изучении фундаментальных физических теорий: Автореферат дисс. на соиск. ученой степени д-ра пед.наук Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 1997.-37 с.

127. Карнаухов В.М. Система контроля знаний //Информатика и образование. -1995.-№6. -С. 118-124. | /

128. Карякин Ю.В. От автоматизации учебного процесса к открытому образованию //Материалы международной конференции «Информационные технологии в открытом образовании». М.: МЭСИ, 2001. - С. 254-263.

129. Квалиметрия человека и образования: Методология и практика. М.: Исследовательский центр проблем подготовки специалистов, 1997. - Книга 1. -60 с.

130. Кисин Ю.А., Зюрюкин Ю.А., Князев A.A. Актуальные прикладные проблемы и современный курс общей физики для технических вузов. // ФизиIческое образование в вузах. 2003. - Т.9. - №2. - С. 31-38. i

131. Кларин M.B. Инновационные модели обучения в зарубежных педагогических поисках. М.: Арена, 1994. - 224 с.

132. Клещева H.A. Курс физики как методологическая и методическая основа системы обучения студентов дисциплинам технического цикла в вузе: Диссертация доктора пед. наук. Челябинск, 2000. - 288 с.

133. Ковалева Г.С. Третье международное исследование по оценке качества математического и образования TIMMS. Серия 8 вып. - М.: ИОСО РАО, 1996.

134. Колин К.К. Информационная технология как научная дисциплина // Информационные технологии. 2001. - №2. - С. 2-10.

135. Колин К.К. Социальные аспекты информатизации образования // Информационные технологии. 2003. - №3. - С. 40-50.

136. Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения /Под ред. А.И. Пискунова. М.: Педагогика, 1982. - С. 361-362.

137. Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения /Под ред. А.И. Пискунова. В 2х т. М.: Педагогика, 1982. - Т. 1. 656 е., Т.2 - 576; с. ,

138. Компьютерные технологии в высшем образовании /Ред. кол.: А.Н. Тихонов, В.А. Садовничий. М.: Изд-во МГУ, 1994. - 370 с.

139. Коновалов Н.П., Филатова JI.C., Васильев М.Б., Рябцева Г.Г., Николаева М.З., Созинова Т.В. Механика. Практикум по физике. Иркутск: Изд-во ИГТУ, 2001. - 138 с. :

140. Концепция информатизации высшего образования Российской Федерации (утверждена 28 сентября 1993 г.). М., 1994. - 100 с.

141. Коссов Б.Б. Личность: теория, диагностика и развитие. М.: Академический проект, 2000. - 230 с.

142. Котельникова Г.А., Медведев С.С. Компьютерные модели в учебном процессе // Проблемы подготовки специалистов в системе непрерывного образования. 1998. - Вып. 4. - С. 66-67.

143. Красильникова В.А., Кутузов В.И., Румянцев И.А. Один из подходов к-разработке обучающих программ //Компьютеризация в образовании: Межвуз. сб. науч. тр. /Под ред. проф. В.Н. Врагова. Новосибирск: Новосиб. ун-т, 1991.-С. 32-38.

144. Красильникова В.А. Информатизация образования: понятийный аппарат // Информатика и образование. 2003. - №4. - С.21-27.

145. Кузнецов А., Сергеева Т. Обучающие программы и дидактика // Информатика и образование. 1986. - №2. - С. 87-90.

146. Купавцев A.B. Деятельностный аспект обучения физике в техническом вузе. Монография. М.: МГТУ им. Н. Баумана, 2002. - 126 с.

147. Купавцев A.B. Методическая система профессиональной деятельности преподавателя физики в техническом вузе // Вестник высшей школы. -2003.-№4.-С. 19-23.

148. Лаптев В.В., Ахаян A.A., Румянцев И.А. // Педагогическая информатика. 1998.-№2.-С. 35-47.

149. Лебедева В.П., Орлов В.А., Панов В.И. Психодидактические аспекты развивающего образования // Педагогика. 1996. - №6. - С. 25-30.

150. Лебедева E.H. Сертификат тестовых измерителей как способ повышения объективизации контроля обученности: Автореф. диссертации канд. пед. наук. Ижевск, 1998. - 20 с.

151. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. -М.: Высш. шк., 1991.-224 с.

152. Леднева О. Процессуальное измерение социализации личности // Вестник высшей школы. 2002. - №3. - С. 17.

153. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность: В 2 т. М.: Педагогика, 1983.-243 с.

154. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. М.: Педагогика, 1981.- 186с.

155. Ловцов Д.А., Сухов A.B. Фрагмент компьютеризированного учебнику для контроля знаний // Информатика и образование. 1995. - №3. - С. 91-96.

156. Маевский В. Экономическая эволюция и экономическая генетика // Вопросы экономики. 1994. - №5. - С. 4-21. ;

157. Майоров А.Н. Теория и практика создания тестов для системы образования. М.: «Народное образование», 2000. - 352 с.

158. Майоров А.Н. Элементы педагогического мониторинга и региональных стандартов в управлении. СПб: Санкт-Петербургский педагогический университете мастерства, 1974. - 78 с.

159. Масленникова Л.В. Взаимосвязь фундаментальности и профессионально^ направленности в подготовке по физике студентов инженерных вузов: Диссертация на соискание степени доктора пед. наук. М.: Mill У, 2001. -398 с.

160. Матрос Д.Ш., Полев Д.М., Мельникова H.H. Управление качеством образования на основе новых информационных технологий и образовательного мониторинга: Изд. 2е, испр. и допол. М.: Педаг. общество России, 2001. -128 с.

161. Мансуров А.Н., Мансуров H.A. Видеокомпьютерная технология обучения: задачи, возможности, техническая реализация // Физика в школе. 1998, №5, С. 35-38.

162. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации образования: (Педагогическая наука реформе школы). - М.: Педагогика, 1988. -192 с.

163. Мешалкина К.Н. Эффективность обучения и развитие аналитических способностей // Педагогика. 1994. - №10. - С. 27-31.

164. Мешков И.И. ЭВМ в преподавании общей физики в теоретической физики на физическом факультете НГУ //Автоматизированные системы научных исследований, обучения и управления в вузах: Меж-вуз. сб. науч. тр. Новосибирск: НГУ, 1997. - С. 34-40.

165. Минин М.Г., Михайлова Н.С. Экспертная система заданий для VIII-IX классов // Химия в школе. 1998. - №6. - С. 55-59.

166. Минин М.Г., Михайлова Н.С. Химия, VIII класс. Тестовый итоговый-контроль: методическое пособие. Новосибирск: СИОТРАО, 1998. -83 с.

167. Михайлычев Е. Типология дидактических тестов при разработке и экспертизе // Alma Mater (Вестник высшей школы). 1997. - №2. - С. 16-17.

168. Могилев A.B., Хеннер Е.К. О понятии "Информационное моделирование," // Информатика и образование. 1997. - №8. - С. 3-8. '

169. Моисеев H.H. Компьютеризация, ее социальные последствия // Вопросы философии. 1987. - № 9. - С.103-112.

170. Молева Г.А. Принципы обучения и их развитие // Актуальные проблемы педагогики. 1998. - Вып. 2. - С. 34-43. j '

171. Монахов В.М. Информационная технология обучения с точки зрения методических задач реформы школы // Вопросы психологии. 1988. - №2. -С. 27-36.

172. Монахов В.М. Концепция создания и внедрения новой информационной технологии обучения //Сб. науч. трудов "Проектирование новых информационных технологий обучения" /Под ред. В.М. Монахова. М.: 1991. - С. 4-30.

173. Монахова Г.А. Основы учебного процесса по физике: генезис, концепция, технология. Монография. М., 2000. - 315 с.

174. Мясищев В.Н. Психология отношений: Избранные психологические труды /Под ред. A.A. Бодалева. М.: Ин-т практ. психол.; Воронеж: МОДЭК, 1995.-357 с.

175. Никифоров В.Ю. Использование компьютерных технологий в ходе лабораторного практикума при изучении распределения молекул идеального газа по скоростям // Физическое образование в вузах. 2003. - Т.9. - №4. -С. 116-128.

176. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. Пер. с англ. / Под ред. Ю.Л. Климонтовича. М.: Мир, 1979. - 512 с.

177. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред. Е.С. Полат. М., 2000. - 272 с.

178. Носс И.Н. Психодиагностика. Тест, психометрия, эксперимент. М.: Изд-во «КСП+», 1999. - 320 с. ;

179. Оконь В. Введение в общую дидактику. Пер. с польск. Л.Г. Кашкуревича, Н.Г. Горина. М.: Высш.шк., 1990. - 382 с.

180. Основы теории познания: Учебное пособие / Под ред. Б.И. Липского. С.Петербург: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 2000. - 336 с. j ,

181. Оспенникова Е.В. Развитие самостоятельности учащихся при изучении школьного курса физики в условиях обновления информационной культурыобщества: диссертация на соиск. ученой степени д-ра пед. наук Пермь, 2003. - в 2 томах (1 т.-358 е., 2 т.-751 с.)

182. Оспенникова Е.В., Шилова O.A. Психолого-дидактические основы построения электронного учебного пособия «Физический эксперимент: методология исследования» // Вестник Пермского гос. пед. университета. Серия «Педагогика». 2003. Вып. 1 - С. 124-132.

183. Педагогика и психология высшей школы. Серия «Учебники, учебные пособия» /Под ред. С.И.Самыгина. Ростов-на-Дону: «Феникс», 1998. - 544 с.

184. Педагогика: Учебное пособие для студентов пед. институтов /Под редакцией Ю.К. Бабанского. М.: Просвещение, 1983. - 255 с. (С. 177)

185. Пелгрюм В.И. Международные исследования в компьютеризации образования // Перспективы. 1993. - №3. - С. 100-111.

186. Перегудов Ф.И., Петров О.М., Битах В.А. Основные принципы создания компьютерной технологии обучения //Применение ЭВМ в учебном процессе: Методика обучения, инструментальные средства. г М, 1987.-С. 5-10. :

187. Пидкасистый П.И., Тыщенко О.Б. Компьютерные технологии в системе дистанционного обучения // Педагогика. 2000. - №5. - С. 7-13. .

188. Пилипенко А.И. Познавательные барьеры в обучении физике: Автореф. дис. докт. пед. наук. М.: 1997. - 43 с. \

189. Подласый И.П. Педагогика: Новый курс: В 2 кн. М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2001. - Кн. 1: Общие основы. Процесс обучения. - 576 с.

190. Подольский А.И. Модель педагогической системы развивающего обучения (на содержании курса физики 7 класса): Автореферат диссертации щ соиск. ученой степени д-ра пед. наук Магнитогорск: Изд-во Магнитогорского гос. пед. университета, 1997. - 44 с.)

191. Познавательные процессы и способности в обучении / Под ред. В.Д. Шад-рикова. М.: Просвещение, 1990. - 142 с.t

192. Полат Е., Литвинова А. Информационная технология в зарубежной школе // Информатика и образование. -1991. №3. - С. 109-114.

193. Понарина Е. Раскрылся бы парашют. // Поиск. 2004. - №4 (766). - С. 8-9.

194. Попенков В.И. Методика разработки и применения автоматизированных учебных курсов по общественным наукам. М.: ВПА, 1989. - 65 с.

195. Похолков Ю.П., Агранович Б.Л. Системные модели инновационного образования // Материалы научно-практической конференции «Образование, наука, технологическое развитие России». М.: МГТУ им. Баумана, 2001. - С. 47-50.

196. Прибылов H.H., Прибылова Е.И., Прицепова С.А. Лабораторный практикум для дистанционного обучения //Физическое образование в вузах. 2003. - Т.9. - №2. - С.108-113.

197. Пурышева Н.С., Каспржак А.Г., Овчинникова О.Ю., Трофимова Т.П. Молекулярная физика. Электродинамика. Учебное пособие. М.: Изд-во «Открытый мир», 1998. 350 с.

198. Психология и педагогика: Отв. ред. В.М. Николаенко. М.: ИНФРА-М; Новосибирск: НГАЭиУ, 2000. - 175 с.

199. Равен Дж. Педагогическое тестирование: проблемы, заблуждения, .перспективы /Пер. с англ. М.: «Когито-Центр», 2001. - 142 с. ;

200. Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике. -М., 1975. 175 с.

201. Роберт И.В. Виртуальная реальность // Информатика и образование. -1997. -№ 5.-С. 53-56. i ■

202. Роберт И.В. О понятийном аппарате информатизации образования // Информатика и образование. 2002. - №12. - С. 2-6. ;

203. Роберт И.В. О понятийном аппарате информатизации образования // Информатика и образование. 2003. - № 1. - С. 2-9.

204. Роберт И.В. О понятийном аппарате информатизации образования // Информатика и образование. 2003. - №2. - С. 8-14.

205. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. М.: «Школа-Пресс», 1994.-205 с.

206. Рубинштейн C.JI. Основы общей психологии: В 2 т. М.: Педагогика,1998. -Т.2.- 163 с.

207. Рубцов В.В. и др. Логико-психологические основы использования компьютерных учебных средств в процессе обучения //Информатика и образование.- 1989.-№3,-С. 3-16.

208. Румбешта Е.А., Власова A.A. Профильное обучение и подготовка будущего учителя // Вестник Томского государственного педагогического университета. -2004. -№6. -С. 90 94.

209. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1. Механика. Молекулярная физика.- 3-е изд. М.: Наука, 1987. 432 с.

210. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике. М.: Наука, 1989.-247с.

211. Саранцев Г.И. Теория, методика и технология обучения // Педагогика.1999. -№1.- С. 19-22. I

212. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: учебное пособие.- М.: Народное образование, 1998. 256 с.

213. Сериков В.В. Личностно ориентированное образование // Педагогика.2000.-№5.-С. 16-21. j '

214. Синенко В.Я. Дидактические основы построения системы школьного физического эксперимента: диссертация на соиск. ученой степени д-ра пед.наук Новосибирск, 1995. - 368 с.

215. Синицын Е., Ким В., Христофоров В. Обучающая система для лабораторного практикума по физике // Информатика и образование. 1988. - №6. -С. 64-66.

216. Скаткин М.Н. Проблемы современной дидактики. М.: Педагогика, 1980. -96 с.

217. Скибицкий Э.Г. К вопросу об информационном обеспечении компьютерных обучающих программ // ЭВМ в учебном процессе. Львов: ЛВВПУ, 1990. -Вып.2.-С. 3-7.

218. Скопылатов И.А., Ефремов О.Ю. Система педагогической диагностики в вузе // Педагогика. 2001. - №7. - С. 58-62. !

219. Смирнов A.B. Средства новых информационных технологий в обучении физике. М.: Прометей, 1996. 310 с.

220. Советский энциклопедический словарь. /Гл. ред. А.М.Прохоров. М.: Сов. энциклопедия, 1983. - 1600 е., С. 816.

221. Сол со Р. Л., Когнитивная психология. Пер. с англ. - М.: Тривола, 1996.-321с.

222. Соколова И.Ю., Кабанов Г.П. Качество подготовки специалистов в техническом вузе и технология обучения: Учебное пособие. Красноярск: Изд-воКГТА, 1996.- 188 с.

223. Столяренко Л.Д. Педагогическая психология. Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов н/Д.: «Феникс», 2000. - 544 с.

224. Стрикелёва Л.В., Пискунов М.У., Тихонов И.И. Организация учебного процесса с помощью АОС: Педагогические основы. -Минск: Университетское, 1986. 95 с.

225. Суппес В.Г., Полетаев Г.М. Компьютерный лабораторный практикум по молекулярной физике. // Физическое образование в вузах. 2003. - Т.9. - №2. -С. 113-125.

226. Суханов А.Д. Фундаментальный курс физики. -М.: Агар, в 4-х т., 1999. 383 с.

227. Талызина Н.Ф. Педагогическая психология. М.: Издательский центр «Академия», 1999. - 288 с.

228. Талызина Н.Ф. Теоретические основы контроля в учебном процессе. М.: Знание, 1983.-96 с.

229. Талызина Н.Ф. Теоретические проблемы программированного обучения. -М.: Изд-во Московского ун-та, 1969. 134 с.

230. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. М.: МГУ, 1984. - 344 с.

231. Теория и технологии образования: Экспериментальное учебное пособие / Е. А. Суворина, О. Н. Борисова, Е. В. Ткаченко и др.; Твер. гос. ун-т, Каф. педагогики и науч. основ управления шк., Лаб. инновац. пед. технологий. -Тверь: Б.и., 1992,- 106 с. ;

232. Тослстик A.M. Проблемы и перспективы физического образования // Открытое образование. 2002. - №5. - С. 42-47.

233. Тулькибаева H.H., Зубов А.Ф. Задачи межпредметного содержания и методы их решения: Учеб. пособие / МО РФ, Челябинский фил. ИПО. Челябинск, 1993.-94 с.

234. Тулькибаева H.H., Усова A.B. Методика обучения учащихся умению решать задачи. Челябинск: ЧГЖ, 1981. - 86 с.

235. Тыщенко О.Б. Диалог компьютера и студента //Высшее образование в России. 2000. - №6. - С. 123. I

236. Узнадзе Д.Н. Психологические исследования познавательных процессов и личности / АН СССР, Ин-т психологии. М.: Наука. - 1983. - 215 с.

237. Усова A.B. Развитие исследований по теории формирования и эволюции понятий // Международная научно-практическая конференция. Тезисы докладов. Челябинск: Изд-во ЧГПИ, 1995. - С. 26-28.

238. Усова A.B. Сущность, значение и основные направления в осуществлении межпредметных связей // Совершенствование процесса обучения физике в средней школе. Вып. 3. Челябинск: ЧПГИ, 1976. - С. 3-10. ;

239. Усова A.B. Теория и методика обучения физике. Общие вопросы: Курс лекций. С.-Петербург: Изд-во «Медуза», 2002. - 157 с.

240. Усова A.B. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения. М.: Педагогика, 1986. - 168 с.

241. Ушинский К.Д. Избранные педагогические сочинения. В 2-х т. М.: Педагогика, 1974.-Т.1.-584 е., Т.2-438 с.

242. Физика в картинках: Учебный компьютерный курс. М.: НЦ «Физикон», 1995. - (на компакт-диске).

243. Открытая физика. Полный интерактивный курс физики на компакт-диске: В 2 ч. / Под ред. С.М. Козелла. М.: ООО «Физикон», 2002. - 4.1, 4.2. - (на компакт-диске).

244. Филатов O.K. Информатизация современных технологий обучения в высшей школе. Ростов-на-Дону: Изд-во ТОО - «Мираж». - 1997. - 213 с.

245. Физический энциклопедический словарь. М.: Научное изд-во «Большая российская энциклопедия», 1995. - 928 с.

246. Филатова Л.Ф. Теоретические основания организации информации в компьютерных обучающих программах по предметам естественнонаучного цикла: Автореф. дис. канд. пед. наук. Томск, 2002. - 21с. ;

247. Философия: Учебник / Под ред. В.Д. Губина. М.: ТОН - Остожьи. - 2001. - 704 с.

248. Формирование системного мышления в обучении: Сборник / Под ред. З.А. Решетовой. М.: Педагогика. - 2002. - С. 99-113.

249. Хакен Г. Информатизация и самоорганизация. М.: Мир, 1993. - 360 с»

250. Хакен Г. Синергетика. Перевод с англ. / Под ред. Ю.Л. Климонтовича и С.М. Осовца. М.: Мир, 1980. - 405 с.

251. Хуторской A.B. Современная дидактика: Учебник для вузов. СПб: Питер, 2001.-544 с.

252. Чапаев Н.К. Категориальное поле органической парадигмы интеграции: персоналистски-педагогический аспект // Понятийный аппарат педагогикии образования./ Под ред. Е.В. Ткаченко. Вып.1. Екатеринбург, 1995. -С. 70.

253. Чапаев Н.К., Воробьева Э.Л. Категориальные характеристики педагогической методологии. // Понятийный аппарат педагогики и образования. Вып.1. Екатеринбург, 1996. - 340 с.

254. Червова A.A. Педагогические основы совершенствования преподавания физики в высших военных учебных заведениях: Диссертация на соискание степени доктора педагогических наук: 13.00.02 М., 1995-286 с.

255. Шаронова Н.В. Методика формирования научного мировоззрения учащихся при обучении физике. М.: МП., «Мир», 1994. 330 с.

256. Шампанер Г., Шайдук А. Обучающие компьютерные системы // Информатика и образование. 1998. - №3. - С. 95-96.

257. Шаповалов A.A. Аз и Буки педагогической науки: введение в педагогическое исследование. Барнаул: Изд-во БГТТУ, 2002. -123 с.

258. Шлык В.А. Взгляд на информатизацию обучения // Информатика и образование. 1996. - №6. - С. 140-142.

259. Штофф В.А. Проблемы методологии научного исследования М.: Мысль, 1978.- 237 с.

260. Шукшунов В.Е. Инновационная деятельность в российском образовании // Высшее образование в России. 2001. - №5. - С. 19-24.

261. Шукшунов В.Е., Лазовский В.Н., Сысоев Н.И. Фундаментализация высшего технического образования // Известия международной академии наук высшей школы. 2002. - №3. - С. 80-82.

262. Щуркова Н.Е. Педагогическая технология как учебная дисциплина // Педагогика. 1993. - №2. - С. 66-70.

263. Эйген М., Шустер П. Интерцикл. Принципы самоорганизации материи. Пер. с англ. М.: Мир, 1982. - 350 с.

264. Юдин В.В. Педагогическая технология: Учебное пособие. Ярославль: ЯрГПУ, 1997.-4.1.-48 с.

265. Юдин Э.Г. Системный подход и принцип деятельности: методологические проблемы современной науки. М., 1978. - 392 с.

266. Яворук O.A. Теория и практика интегративных курсов (в системе школьного естественно-научного образования). Монография. Челябинск: Изд-во ЧГПУ «Факел», 1998.- 185 с.

267. Bleymehl J. A virtual laboratory course as an interactive Internet-based learning program. //2nd Global Congress on Engineering Education. Melburn, 2000. -PP. 85-88. i .,

268. Bork A. Computer and information technology as a leaning aid. Education and Computing.- 1985.- T.l. PP. 25-35.

269. Dennis Tsichritzis. Research and Education. New Roles, New Instruments. //Challenges Fasing Higher Education at the Millenium. IAU PRESS, 1999. -PP. 99-110.

270. Developments in learning Psychology: An Interview with Robert M. Gaque //Educational Technology. -1982. Vol. 22. - № 6. - P. 11-15.

271. Erofeeva G.V., Larionov V.V., Chernov I.P. Conception of fundamental education in a technical University.// International UNESCO conference of engineering education. Moscow, 1995. - P.55.

272. HyperCard. Script Language Guide. Apple Computer Inc. 1993. P. 654.

273. HyperCard. Reference Manual. Apple Computer Inc. 1993. P. 304.

274. Howes R.F. and Williams D.O. A Methodology for developing computer-based teaching programs. //Computer & Education. 1986, Vol.10 №3, PP. 347-352.306. http://www.websib.ru

275. Redush Pand Risey J.S. The conferention computers in physics instruction (Redwood Citi) 586 (USA). 1988. P. 240. ; <

276. Rejean Plamondon and Jean-Guy Deschenes. Course design using software engineering methods. // Computer & Education. 1986. - Vol.10. - №4. -PP. 417-427.

277. Richard J. Gayrord, Paul R. Wellin. Computer Simulation with Mathematic. Exiplorations in Complex Phisical and Biological Systems. New York: SpringerVerlag, 1995. - P. 297.

278. Skinner B.F. The technology of teaching. -1968. №4. - P. 157-163.

279. Smith P.R. and Pollard D. The role of computer simulation in engineering education // Computer & Education. 1986. - Vol.10. - №3. - PP. 335-340. j ,

280. Tzoneva R.G. Application of Lab VIEW technology in control engineering education. //2nd Global Congress on Engineering Education. Melburn, 2000. - PP. 475-479.

281. Бакалавр должен знать и понимать без обращения к любым внешним источникам информации1. уровень усвоения)

282. Перечень базовых понятий и соотношений фундаментальной физики

283. Радиус-вектор, скорость, ускорение материальной точки.

284. Основные характеристики движения и связь меду ними.

285. Импульс частицы и системы частиц.

286. Механическая работа и энергия.

287. Переход из одной инерциальной системы отсчета в другую.

288. Связь между силой и потенциальной энергией. Сила упругости.

289. Момент силы, момент импульса, уравнения моментов.

290. Масса, энергия и импульс релятивистской частицы.

291. Уравнение состояния идеального газа.

292. Термодинамическая работа, внутренняя энергия, теплота.

293. Теплоемкость. 12.Энтропия.

294. Связь между средней энергией и температурой.

295. Напряженность электростатического поля и принцип суперпозиции.

296. Потенциал электростатического поля и принцип суперпозиции. 1 б.Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса.

297. Связь между напряженностью и потенциалом.18. Электроемкость.

298. Плотность тока и сила тока.

299. Сопротивление, напряжение, электродвижущая сила. 21.Закон Ома.22.Закон Джоуля-Ленца.23.Индукция магнитного поля.

300. Поток вектора магнитной индукции.

301. Теорема о циркуляции. < 26.Закон Ампера и сила Лоренца. ; 27.Индуктивность.283 акон электромагнитной индукции.

302. Гармонический осциллятор и связанные с ним понятия (частота, фаза, амплитуда, энергия).

303. Связь между амплитудой, частотой и энергией гармонического осциллятора. ;

304. УНИВЕРСИТЕТСКАЯ И РЕГИОНАЛЬНАЯ КОМПОНЕНТЫ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА ВУЗА В КУРСЕ ФИЗИКИ