автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Проблемно-ориентированная система обучения физике студентов в технических университетах

Автореферат диссертации по теме "Проблемно-ориентированная система обучения физике студентов в технических университетах"

На правах рукописи

Ларионов Виталий Васильевич

ПРОБЛЕМНО - ОРИЕНТИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ СТУДЕНТОВ В ТЕХНИЧЕСКИХ УНИВЕРСИТЕТАХ

13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания (физика)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Москва - 2008

003166441

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Томский политехнический университет» на кафедре общей физики

Научный консультант доктор педагогических наук, профессор

Пурышева Наталия Сергеевна

Официальные оппоненты. доктор педагогических наук, профессор

Айзенцон Александр Ефимович

доктор технических наук, профессор Спирин Геннадий Георгиевич

доктор педагогических наук, профессор Оспенникова Елена Васильевна

Ведущая организация ГОУ ВПО «Томский государственный

педагогический университет»

Защита состоится 16 июня 2008 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212 154 05 при Московском педагогическом государственном университете по адресу 119992, г Москва, ГСП-2, М Пироговская, д 29, ауд №49

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу 119992, г Москва, ГСП-2, М Пироговская, д 1

Автореферат разослан » 2008 г

Ученый секретарь диссертационного Совета

Л А Прояненкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Технические университеты России переживают этап преобразования в инновационные университеты, которые должны осуществлять подготовку специалистов, обладающих полноценным творческим потенциалом, способных на базе фундаментальных исследований вести многоплановую научно-внедренческую деятельность по широкому спектру специальностей и наукоемких технологий

В соответствии с концепцией модернизации российского образования на период до 2010 года, инновационными программами подготовки специалистов эти задачи предполагается выполнять на основе реализации исследовательского, практико-ориентированного, задачного, компетентностного и контекстного подходов к обучению, сочетания фундаментальной и профессиональной направленности образования, усиления творческой учебной деятельности В свете поставленных задач следует отметить, что физика (во взаимодействии с другими фундаментальными науками) всегда была основой промышленного и сельскохозяйственного производства на всех этапах развития общества Физика имеет богатейший опыт превращения (преобразования) гипотез и научных открытий в реальные приборы и технологии, и ее роль многократно возрастает с развитием информационной среды Именно поэтому соответствующее поставленным целям обучение физике следует рассматривать как неотъемлемую часть полноценного инженерного образования, вносящего вклад в развитие творческой личности, в оснащение будущего выпускника технического университета современной методологией внедренческой деятельности, готового самостоятельно и квалифицированно решать новые задачи.

Немало значимых исследований в теории и методике обучения физике в общетеоретическом плане проведено С В Бубликовым, А С. Кондратьевым, С.Е Каменецким, В В Лаптевым, Н С Пурышевой, В Г Разумовским, А В Усовой, Н.В. Шароновой и другими исследователями На основе результатов их работ решен ряд задач, связанных с подготовкой студентов по физике в техническом университете (А Е Айзенцон, Г В. Ерофеева, Л.В Масленникова, И А. Мамаева, А А. Червова и другие), в том числе касающихся применения информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), системного подхода к обучению физике на основе ИКТ, лабораторного практикума, обучения решению задач по физике с профессиональным содержанием, поиска оптимального сочетания фундаментального и профессионально-направленного обучения Внедрение результатов этих работ в учебный процесс технических университетов позволило решить большое число проблем физического образования инженеров, в то же время они не решают в полной мере проблему развития и формирования на базе физики учебно-внедренческой деятельности у будущих выпускников технических университетов, организации их самостоятельной поисково- и учебно-исследовательской деятельности, создания критериальной базы для ее оценки Исследования не затрагивают ряд других, связанных с обучением физике вопросов, таких как методы реализации единства обучения и саморазвития студента, технологическое обеспечение фор-

мирования учебной деятельности при обучении физике, комплексного использования ИКТ как методологического регулятора построения содержания практических и лабораторно-практических занятий для развития и проявления студентами творческих способностей и индивидуальности и т д

В отечественной педагогической науке проблема развития и формирования творчества, вопросы организации учебно-творческой деятельности исследованы Н Г. Алексеевым, В И Андреевым, Н М Анисимовым, В В Давыдовым, И Я Лернером, В С. Ледневым, В.Г Разумовским и другими Концепция исследовательского обучения физике, исследовательских образовательных технологий даны в работах А И Анциферова, А А Гладуна, Г Г Никифорова, В Г Разумовского, А В Усовой, С А Хорошавина, Т.Н. Шамало, Н И Шефер и других

Анализ результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента, анализ публикаций, показывают, что, несмотря на особую значимость рассматриваемых проблем, целенаправленных исследований по проблемам содержания, организационно-процессуальных форм и методов обучения физике, развивающих творческую учебную деятельность студентов технического университета, соответствующих программе модернизации российского образования, не проводилось В практике работы большинства технических университетов не уделяется должного внимания сочетанию формирования предметных знаний по физике с комплексной организацией творческой самостоятельной деятельности студентов

Между тем, обсуждаемые вопросы могут быть решены, если изменить содержание и методологию процесса обучения так, чтобы традиционное обучение физике сочетать с организацией и формированием творческой учебной деятельности на всех видах занятий лекционных, практических и лабораторно-практических на основе ИКТ Для этого необходимы интеграция и синтез методологических, методических и дидактических принципов в рамках технологического подхода к обучению Одним из них является проблемно-ориентированный подход к обучению физике на основе ИКТ, включающий систему комплексной самостоятельной работы поисково-исследовательского характера

Под проблемно-ориентированной системой обучения (ПОСО) понимаем обучение физике при интерактивном взаимодействии между субъектами учебного процесса, оперативном управлении методиками и средствами обучения для обеспечения творческой самостоятельной работы студентов, основой которой является поисковая учебно-исследовательская деятельность с использованием ИКТ, ориентированная на овладение методами поиска проблемных ситуаций и решения задач, соответствующих актуальным вопросам науки и практики

Возможности ПОСО физике особенно четко проявляются и реализуются при системном использовании функций ИКТ На их основе можно создать условия и ситуации, побуждающие студентов к ответственной самостоятельной учебной, учебно- и научно-исследовательской работе, условия для качественно нового формирования их творческой познавательной деятельности Расши-

рение проблемного поля обучения физике в техническом университете вследствие применения ИКТ, приближение его содержания к современному уровню научных знаний, использование в учебном процессе методологии физики как науки во всей полноте требует обучения, ориентированного не только на освоение системы предметных знаний, но и на развитие творчества студентов В этом случае проблемно-ориентированная система обучения физике на основе ИКТ может быть переведена на уровень инновационной технологии и преобразовать характер обучения в отношении целевой ориентации, способов взаимодействия преподавателя и студента, возможности дифференциации, организации новых форм самостоятельной работы и активного участия студентов в творчестве.

Таким образом, содержание приказов и инструктивных писем Министерства образования и науки, анализ исследований в области подготовки современных инженеров, в т ч зарубежных, а также инновационных программ российского высшего технического образования (2005-2010 гг.), научных исследований, посвященных проблемам обучения физике студентов, позволяет выделить в существующей системе обучения физике в технических университетах ряд противоречий

• между потребностью общества в специалистах, способных использовать современные физические методы исследования в своих областях деятельности, и существующей методической системой обучения физике в техническом университете, не предусматривающей возможность формирования таких специалистов,

• между необходимостью усиления методологической направленности учебного процесса по физике, поддержки эксперимента, связи содержания образования с наукоемкими технологиями, существенно расширяющими тематику проводимых студентами исследований, и традиционным преобладанием зна-ниевого и репродуктивного компонентов в существующей системе обучения,

• между широкими возможностями использования в образовании информационных технологий и существующей моделью их применения в обучении физике, не учитывающей в должной мере формирование элементов творчества будущих выпускников технических университетов и организации самостоятельной поисково - и учебно-исследовательской деятельности, критериальной базы для оценки такой деятельности

Из вышеперечисленного становится очевидной актуальность исследования, проблемой которого является поиск ответа на вопрос какими должны быть концепция, модель, практическая реализация проблемно-ориентированной технологии обучения физике студентов технических университетов и средства ее осуществления.

Объект исследования: процесс обучения физике студентов технических университетов

Предмет исследования методика проблемно-ориентированного обучения физике студентов технических университетов

Цель исследования: теоретическое обоснование, создание концепции проблемно-ориентированной системы обучения физике студентов в техниче-

ском университете, а также методики её реализации

Гипотеза исследования Проблемно-ориентированная система обучения физике (ПОСОФ) студентов технических университетов, основанная на использовании ИКТ, будет способствовать повышению эффективности обучения, если1

• ее реализовать во всех аспектах образовательной деятельности, содержательном, мотивационном и процессуальном,

• использовать дидактические и методические средства ПОСОФ во всех формах и компонентах самостоятельной поисковой деятельности студентов системно, оптимально, сообразно с логикой и методологией физики,

• организован самостоятельную деятельность студентов на основе соответствующих целям ПОСОФ методических подходов и соответствующих им информационно-технологических средств,

• использовать видеообучающую интерактивную систему (ВОИС), в основу которой положить визуализированную модель теоретического, практического знания и вычислительной физики,

• применить новые методические подходы и информационные средства в учебно - и научно-поисковой деятельности студентов, а именно: при проведении лекций, практических занятий и лабораторных работ использовать композиционный физический эксперимент (КФЭ), композиционные демонстрации физических экспериментов, ВОИС и КФЭ связать в единый комплекс, системообразующим элементом которого станет ИКТ, использовать непрерывный мониторинг по этапам обучения и тайминг обучающихся

Под эффективностью обучения понимаем объем знаний, их прочность, умение принимать самостоятельные решения и нести ответственность за их реализацию, творческий уровень усвоения знаний, мотивацию и интерес к обучению выбранной специальности

Методологической основой исследования послужили результаты следующих исследований деятельность в обучении и развитии личности (А Г Асмолов, ПЯ Гальперин, НФ Талызина, Л С Выготский, И Я. Лернер, Д И. Фельдштейн, Д Б. Эльконин и других), технология применения эвристических методов и развития логического рационального мышления, использование в педагогике понятий инновационной деятельности для построения прогностической модели обучения (В И Андреев, Н.М Анисимов, С В Бубликов, В А Черкасов и др.) и инновационно-продуктивной деятельности (В Г Афанасьев, В В Лаптев, В Я Ляудис, Н Д Никандров и др), теория и практика научного творчества (Н Г Алексеев, В С Леднев, А Т Шумилин и др), дифференцированного обучения (Н.С. Пурышева, Ю.И Дик), визуального мышления (Р Арнхейм, 3 С Белова и др), концепция исследовательского обучения физике и исследовательские образовательные технологии (А И Анциферов, А С Кондратьев, Г Г Никифоров, А В Усова, С А Хорошавин, Т Н Шамало, Н И Шефер, А А Червова, Л С Хижнякова и другие), теория и практика физического и демонстрационного эксперимента (В М Зеличенко, В В. Лаптев, В Я Синенко, А В Смирнов, Г.П. Стефанова, Т Н Шамало и

другие), мультимедийная дидактика физики (А М. Коротков, Е В Оспеннико-ва, В А. Стародубцев и др.). Большое значение для нас имели философские идеи диалектической теории познания в проблемном обучении, природа проблемного обучения (А М Матюшкин, М И Махмутов, М Г Штракс), проблемная ситуация и проблемная задача (В Б Губин, В Г Разумовский), идеи и исследования в области теории и методики преподавания физики в техническом университете (Н С. Пурышева, С Е Каменецкий и др , а также А Е Ай-зенцон, В Ф. Взятышев, Ю П Дубенский, Г В Ерофеева, Л В Масленникова, И А. Мамаева, А И. Подольский и др.).

Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи

1. Изучить состояние проблемы подготовки инженеров по физике в свете современного этапа развития педагогической науки и современных требований к подготовке инженеров

2 Уточнить понятие проблемно-ориентированного обучения физике как системы (ПОСОФ), определить роль и место ИКТ в ПОСО физике в техническом университете

3. Разработать концепцию и модель проблемно-ориентированной системы обучения физике, отвечающих целевым установкам и методологии фундаментального образования применительно к техническому университету

4 Разработать методику и программно-педагогические средства проблемно-ориентированного обучения физике в техническом университете, основанные на использовании информационно-коммуникационных технологий

5 Разработать основы проектирования и реализации информационно-технологических средств, использующих новое программное и методическое обеспечение, и отвечающих целям ПОСО физике в техническом университете.

6 Создать и апробировать программно-методическое обеспечение самостоятельной деятельности студентов по решению учебно- и научно-исследовательских проблем при обучении физике в техническом университете

7 Проверить эффективность проблемно-ориентированной системы в техническом университете в педагогическом эксперименте

Логика и основные этапы исследования

Исследование проводилось с 1992 по 2007 г в несколько этапов Первый этап (1992-2000 г г) состоял в анализе психолого-педагогической и методической литературы по проблеме, основных концептуальных, нормативных документов, регламентирующих образовательную деятельность в техническом университете на современном этапе, изучении передового педагогического опыта по использованию ИКТ в обучении физике, формулировке исходной гипотезы исследования, цели и задач исследования Второй этап (1999-2004 гг) посвящен разработке'концепции и модели проблемно-ориентированной системы обучения физике в техническом университете, принципов проектирования и представления учебного материала при использовании информационно-коммуникационных технологий, созданию учеб-

но методического обеспечения ПОСО физике и самостоятельной учебно- и научно-исследовательской работы, адаптации поисковых методов физических исследований к учебному процессу

Третий этап (2004-2007 гг.) включал реализацию ПОСОФ в ходе формирующего этапа педагогического эксперимента, внесение необходимых корректив в планирование эксперимента, оценку результативности использования новой технологии обучения, внедрение разработок в педагогический процесс других кафедр и вузов, определение перспектив и направлений дальнейшего исследования проблемы

Научная новизна работы заключается в следующем

1 В отличие от предшествующих исследований, посвященных методике обучения физике в системе высшего технического образования, где основное внимание уделялось концептуальным основам приобретения обучаемыми знаний по физике, общим методическим подходам их использования в традиционных технологиях, в настоящей работе обоснована возможность проблемно-ориентированной системы обучения физике в современном техническом университете, сочетающей знаниевый и учебно-деятельностный компоненты, включающей в себя самостоятельную учебно - и поисково-исследовательскую работу студентов На методологическом и организационно-процессуальном уровнях предложено решение проблемы повышения эффективности подготовки студентов по физике в условиях современной информационной образовательной среды

2 Разработана концепция проблемно-ориентированной системы обучения физике студентов технических университетов, которая включает следующие положения

• обучение физике в технических университетах рассматривается как методическая система, состоящая из содержательного, процессуального, диагностического и управленческого компонентов,

• методы, формы и средства проблемно-ориентированной системы обучения физике вместе с традиционными адекватны методологической направленности учебного процесса, поддержке эксперимента, связи содержания с наукоемкими технологиями, в т ч имеющими социальное значение,

• творческую самостоятельную работу студентов как поисковую учебно-исследовательскую деятельность с использованием ИКТ, ориентированную на овладение методами решения проблем, соответствующих актуальным задачам науки и практики, формирования идей на уровне проекта, обеспечивает интерактивное взаимодействие между субъектами учебного процесса, методиками и средствами обучения, оперативное управление этими ресурсами,,

• ИКТ в системе ПОСО реализуются с помощью видеообучающей системой (ВОИС), композиционного физического практикума (КФП) как средства и метода обучения и объединения ВОИС и КФП,

• структурные элементы ВОИС и КФП как дидактические носители ПОСОФ, дополнительно содержат ценностно-смысловой, операциональный и учебно-исследовательский компоненты учебного процесса,

• поскольку инженер в своей деятельности соотносит физические знания с физическими эффектами с целью рационального преобразования объекта познания, то в качестве системообразующего подхода применяется структурирование проблемы (П), проблемной ситуации (ПС) и проблемной задачи (ПЗ) для формирования (формулирования) физических и инженерных идей на уровне проекта, что предполагает обеспечение условий для рефлексии студента над понятийными отношениями в ряду явление - проблема, проблемная ситуация, решение задачи

3 Разработана модель проблемно-ориентированной системы обучения физике, условия ее проектирования и реализации на основе информационно-технологических средств ПОСО физике, направленные на формирование у студентов творческого подхода к физическому эксперименту, освоению большого объема информации, способности к ее критическому анализу, поиску нестандартных подходов к решению проблемных задач в учебной деятельности

4 Разработана методическая система проблемно-ориентированного обучения физике в технических университетах, особенностью которой является использование видеообучающей интерактивной системы (ВОИС) и оптимальное, отвечающее методологии научного исследования, сочетание натурного, виртуального и вычислительного эксперимента в рамках предлагаемого композиционного физического практикума

5 Показано, что интеграция возможностей, которые открывают предлагаемые методические подходы, реализуемые с помощью дидактически и методологически значимых информационно-технологических средств, позволяет повысить эффективность ПОСО физике, осуществить индивидуализацию и дифференциацию обучения, мониторинг учебного процесса, обоснованно формировать студенческие мини-коллективы для самостоятельной работы, объединить обучение и контроль в единый взаимосвязанный процесс

6 Показано, что проблемно-ориентированная система обучения физике в технических университетах, способствует превращению студента в полноправного субъекта образовательной деятельности, активно участвующего в создании эффективной информационно-образовательной среды и осуществляющего диалогическую субъект-субъектную коммуникацию с преподавателем и другими участниками исследовательского мини-коллектива

Теоретическая значимость исследования состоит в следующем.

1 Разработаны концепция и модель проблемно-ориентированной системы обучения физике на практических занятиях в техническом университете, отвечающие целям фундаментального образования и обеспечивающие его эффективность при подготовке будущих выпускников В рамках концепции расширено понятие проблемного обучения путем структурирования проблемы и проблемной задачи субъектами проблемного взаимодействия на основе ИКТ, введено понятие проблемно-ориентированной системы обучения физике, дано его определение

2. Разработаны основы проектирования и представления содержания учебного и контролирующего материала, использующие новые методические под-

ходы и информационно-технологические средства, отвечающие проблемно-ориентированной системе обучения физике в техническом университете 3 Выявлены и сформулированы условия организации учебной деятельности в ПОСОФ (на основе метода проектов), направленной на приобретение студентами технического университета информационных и исследовательских умений.

4. Введено понятие и научно обоснованы содержание, структура композиционного физического практикума, сочетающего как единое целое натурный (компьютеризированный), виртуальный эксперимент и компьютерное моделирование, который может служить основой для создания учебной лаборатории нового поколения, ориентированной на учебно - и научно-исследовательскую деятельность студентов технического университета по физике на различных этапах учебного процесса

Практическое значение работы состоит в том, что основные ее результаты доведены до уровня конкретных методических разработок и рекомендаций, к числу которых относятся.

• Видеообучающая интерактивная система (ВОИС) и композиционный физический практикум (КФП),

• учебно-методический комплекс по курсу общей физики для технического университета, основанный на использовании ВОИС и КФП,

• учебно-методический комплекс по обеспечению самостоятельной учебно- и научно-исследовательской работы студентов технического университета,

• новые дидактические средства

- авторские лабораторные работы для композиционного физического практикума,

- композиционный физический практикум как основа учебной лаборатории нового поколения,

- учебные пособия (четыре учебных пособия с грифом Минобрнауки, одно с грифом УМО по педагогическим наукам и 2 монографии), среди которых «Физический практикум, часть 1 Механика Молекулярная физика Термодинамика, часть 2 Электричество и магнетизм Колебания и волны, ч З- Оптика Атомная и ядерная физика», «Учебно-дидактический комплекс по физике, ч 1 и ч 2»

- программное обеспечение наукоемких гуманитарных технологий социального назначения

Результаты исследования внедрены на кафедре общей физики, теоретической и экспериментальной физики Томского политехнического университета и его филиалах, в Алтайском государственном техническом университете, Кемеровском и Омском государственных университетах. Внедрение позволило повысить эффективность обучения физике студентов На защиту выносятся следующие положения:

1 Необходимость обеспечения эффективной подготовки по физике студентов технических университетов делает целесообразным и возможным построение ее системы на основе проблемно-ориентированного обучения и тех-

нологических средств современных информационно-коммуникационных технологий

2 Проблемно-ориентированная система обучения физике в техническом университете позволяет, формировать у студентов умения находить нестандартные подходы при выявлении проблемных ситуаций, решении познавательных задач при их реализации в виде учебных проектов в условиях самостоятельной поисковой учебно-исследовательской деятельности.

3. Использование в учебном процессе ВОИС, построенной на основе разработанных методик проектирования и представления содержания учебного материала, позволяет реализовать интерактивный характер обучения, осуществить его индивидуализацию и дифференциацию, обоснованно формировать мини-коллективы для самостоятельной работы студентов во всех ее видах. объединить обучение и контроль в единый взаимосвязанный проиесс Структура содержания ВОИС по физике задается в виде системы обучающих анимированных заданий, снабженных диагностирующим инструментарием, и включает ориентировочную основу предметной и учебной деятельности как результат создаваемого учебного явления и логики его создания, соотнесения физического знания с физическим эффектом, набора приобретенных и апробированных в собственном опыте способов учебной деятельности (мыслительных, организационных, информационных, презентационных и т д); приобретения опыта решения задач в проблемных ситуациях (при целевом структурировании и трансформировании объекта, при неполноте условий задачи, необходимости принятия «собственных» решений на основе аналогов, самоконтроля своих действий, на основе вариативных «подсказок», компьютерных экспериментов, тренажеров, снабженных регуляторами и расчетно-программными файлами, задания, ставящие целью использование научных методов физики в будущей профессиональной деятельности, совместное с преподавателем формирование предметного, операционного и рефлективного обучения познавательной деятельности)

4 Сочетание натурного, виртуального эксперимента и компьютерного моделирования в последовательности и соотношениях, отвечающих поисковому научному исследованию в композиционном физическом практикуме, как источнике знаний и методе обучения, может служить основой учебной лаборатории нового поколения, ориентированной на исследовательскую и проектную деятельность студентов технического университета на различных этапах учебного процесса, в т ч при переходе от курса физики к специальным дисциплинам

5. Комплексное использование разработанных методических подходов и информационно-технологических средств проблемно-ориентированной системы обучения физике расширяет содержание предметного и исследовательского обучения, путем включения в него изучения и анализа нелинейных физических процессов, основ наукоемких технологий, в т ч гуманитарных технологий, имеющих социальное значение

6 Содержание и методика проведения проблемно-ориентированных практических занятий по физике при совместном использовании видеообучающей

интерактивной системы и композиционного физического практикума как средства формирования у студентов творческих и адаптивных способностей, представлений о сущности рассматриваемых явлений и прогнозирования их развития, может быть реализована благодаря

• применению компьютерных визуализированных моделей,

• приобретаемым навыкам и умениям совершенствования программных средств ИТ,

• решению учебно-научных и практических нестандартных задач, включающих систему заданий профессионально-ориентированного характера к самостоятельным и проектным работам

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялось • в процессе выступлений на Международных конференциях «Современный физический практикум» СФП - 92 94 04, 06 (Москва, 1992, 1994, 200^), Волгоград, 2006, "International conference of engineering education» (Moscow, 1995), «Физическое образование в XXI веке» (Москва, МГУ, 2000), «Элитное техническое образование» (Москва, 2003), «Социально - культурные и психолого-педагогические проблемы и перспективы развития современного профессионального образования в России (Пенза, 2004), «Физика в системе современного образования ФССО» (СПб, 2005, 2007), «Информационные технологии в образовании, технике и медицине» (Волгоград, 2004, 2006), «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI века в техническом университете» (СПб, 2004), «Современные технологии обучения (СПб , 2003, 2004, 2006), «Высокие интеллектуальные технологии и генерация знаний в образовании и науке» (СПб, 2005), на IV, V и VII Международных научно-методических конференциях (МПГУ, Москва, 2006, 2007, 2008),

• при презентации научно-методических разработок на международной выставке в Германии (Ганновер, 2004, 2006),

• во время выступлений на совещании заведующих кафедрами физики технических университетов России (Москва, 2003, 2005), на выездном заседании Президиума методического Совета по физике Зоны Сибирского региона (Томск, октябрь, 2004, Новосибирск, май 2006), на ежегодных Международных научно-методических конференциях Томского политехнического университета (ТПУ) (ежегодно с 1986 по 2006) Автор является лауреатом Томской обл в сфере науки и образования за 2002 г

• при подготовке аспирантов (защищены и утверждены ВАК две диссертации по специальности 13 00 02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

Монография, учебные пособия, статьи размещены в открытом доступе на сайтах www lib tpu ru/fulltext t2/m2005mk53 pdf, http //csgnz ultranet tomsk ru

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения Общий объем текста составляет 361 страницу Библиографический список включает 334 наименования Работа содержит 106 рисунков и 16 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении обоснована актуальность темы, определены объект, предмет, цели и задачи диссертационного исследования, представлены его методологические основы и концепция, раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту

В первой главе «Современное состояние проблемы обучения физике студентов технического университета» исходя из целей и задач подготовки высокопрофессиональных специалистов - инженеров, проанализированы основные существующие системы обучения физике в техническом университете, их специфика, определена методологическая роль физики, и на ее основе, в свете инновационных образовательных программ России, сформулированы требования к подготовке по физике, предъявляемые к выпускникам-инженерам

Требования к подготовке инженеров включают вооружение будущего выпускника технического университета современной методологией внедренческой деятельности и готового самостоятельно, быстро и квалифицированно решать задачи технического перевооружения производства на основе современных технологий Их подготовка осуществляется при изучении не только специальных дисциплин, но и общепрофессиональных, базовой среди которых является физика. Исходные установки учебного процесса по физике в техническом университете имеют образовательные ориентиры, цели и содержание обучения, направленные на фундаментализацию и профессиональную ориентированность знаний (JI.B Масленникова, Г В Ерофеева и др) Решение задачи развития интеллектуальной сферы будущего инженера, формирования «качественных и прочных знаний, «инвариантных» элементов знаний, которые играют роль связей между физикой и специальными дисциплинами», предложено в работе И А Мамаевой Результатом этих и других работ явилось построение методологически ориентированной системы обучения физике для формирования системных знаний, «имеющих своими целями создать условия для рефлексии студента над понятийными отношениями «явления-величины», «явление-модель», «явление-закон», явление-метод»

В технических вузах широко реализуется знаниево-инструментальная парадигма, использующая технологии обучения физике, ориентированные на развитие личности Однако в явном виде не отражены ожидаемые результаты обучения, их характеристика Отметим также, что основным в этом процессе должно быть не воспитание у студентов определенных качеств будущего инженера, а использование внутренних резервов самой личности (мотивы, склонности, эмоции, интересы) при обучении (A.C. Кондратьев, В.В. Лаптев).

Констатирующий эксперимент показывает, что часто преподавание физики в технических вузах строится традиционными способами в виде сообщения готовых знаний на лекциях, которые затем репродуцируются на практических занятиях, т е знания формируются в деятельности по образцу Методика преподавания физики не направлена на творчество, обучение решению проблемных задач, выделению проблемных ситуаций, а применяемые ИКТ слабо отражают специфику технического университета В частности, в дидактическом и методологическом плане не определена современная структура физического практикума, как наиважнейшего средства формирования инженерного мышления, содержание и структура самостоятельной поисковой и учебно-исследовательской деятельности в рамках курса физики и в других дисциплинах, которые опираются на физические знания

Таким образом, содержание и технология обучения физике в 80-90% в настоящее время не соответствуют системе полноценного инженерного образования Это обусловлено.

1) неэффективным целеполаганием (стандартные цели направлены на запоминание и быстроту реакции при ответе, что эффективно в частности, но не является достаточным для развития инженерного мышления), 2) отсутствием в целях познания уровней развития действий (предмет действия, способ действия и условия действия),

3) отсутствием функционального строения действий (цель, способ действия и условия выполнения)

Методологическая ориентированность обучения должна быть направлена не только на получение знаний, но и формирование у будущих инженеров основ инженерного мышления позволяющего 'Ьо^мучи^овать и пеэлизовывать идеи на уровне проекта

Эти задачи могут быть решены с помощью проблемного (И Я Лернер, А М Матюшкин, М И Махмутов, А В Ковалевская и др) и дифференцированного (Н С Пурышева и др) обучения, которые в совокупности, в свете применения ИКТ, следует рассматривать как инновационные (В В Лаптев, А С Кондратьев) Таким образом, на основе проблемного и дифференцированного можно осуществить проблемно-ориентированное обучение Проблемно-ориентированное обучение в нашем исследовании рассматривается как подход, метод, тип и система, а проблемная ситуация как центральное звено проблемно-ориентированного обучения С позиции субъектов образовательного процесса здесь 1) формируется учебная ценность проблемных ситуаций и модель проблематизацш содержания обучения, включающая уровни - предметно-познавательный, операционный и операционально-коммуникативный, 2) выпускники технических вузов готовятся к проблемно-ориентированному подходу в профессиональной деятельности и в формировании на основе физики идей на уровне учебного проекта

В работах отечественных методологов (И В Блауберг, А А Вербицкий, Е Ф Губский, И Т Фролов, Э Г Юдин и др ) исследован понятийный аппарат проблемного обучения Понятия проблемного обучения - проблемная ситуация, проблемная задача - определены в работах теоретиков проблемного обучения А М Матюшкина и М.И Махмутова, а психологической основой является учение С Л Рубинштейна, продолженное в трудах А.М Матюшкина, о ведущей роли проблемной ситуации в процессе мышления и обучения и об этапах мыслительного процесса Проблемная ситуация выступает как продукт учебной активности, как предпосылка мышления и поиска смысла познавательной деятельности, ценности физического знания (В В Лаптев, А С Кондратьев, Г.П. Стефанова).

Обучение студентов средствами наглядности и мультимедийных технологий исследована в работах Е В Оспенниковой, А В Смирнова, В А Стародубцева, В К Стафеева и других. Его активизация может быть усилена за счет создания визуализированной модели физических процессов Модель должна включать теоретический, экспериментальный и вычислительный компоненты

для реализации творческой самостоятельной работы студентов технического вуза

Если организовать обучение студентов физике (включая лабораторные работы) так, чтобы при этом структурировались и решались проблемы, возникающие в результате выявления проблемных ситуаций, анализировались способы решения проблемных задач, то это позволит подготовить студентов к решению профессиональных проблем, стимулировать формирование идей на уровне учебных проектов

Поэтому требуется конкретизация психолого-дидактических оснований обучения будущих инженеров профессиональной деятельности, постановке, структурированию и решению проблем, выделению проблемных ситуаций при обучении физике

Организационно-процессуальная работа по обеспечению пробтемно-ориентированного обучения физике затруднена отсутствием технологии обучения, где была бы выражена последовательность взаимосвязанных действий субъектов образовательного процесса Компьютерные программы и практикумы (В А. Елисеев, М И. Старовиков, A.M. Толстик др), межпредметные связи физики и информатики недостаточно отражают специфику технических вузов

Констатирующий эксперимент показал отсутствие единой терминологии для обозначения виртуального, компьютерного и натурного эксперимента. Нет методики их комплексного применения, не выявлено их структурное взаимодействие Методика решения задач и проведения лабораторных занятий не связана с представлениями студентов 1-2 курса об их будущей инженерной деятельности Их однотипность приводит к снижению мотивации по получению навыков продуктивной деятельности Компьютерные программы (практикумы) в большей части представляют элементы компьютерной математики и графики (О Г Ревинская, А М Толстик), их регуляторы не всегда отражают способы изменения реальных параметров физических систем В целом не решена проблема обучения физическому эксперименту студентов технических университетов в новых условиях компьютеризации обучения Компьютерные программы для практических и лабораторно-практических занятий транслируют прежние информационные технологии, слабо изменяя цели, содержание обучения, средства для развития основ содержательной регуляции собственной деятельности студентов

Проведенный анализ состояния исследуемой проблемы подготовки инженеров позволяет сделать следующие выводы

1 Существующие технологии обучения физике не дают возможности формировать на ее базе профессиональную компетентность (знания, умения, навыки в совокупности с ответственностью за принятие решений с умениями формировать идеи на уровне проекта) будущих инженеров, а также в полной мере решить поставленные обществом задачи

2 Овладение соответствующей методологией физики следует рассматривать как неотъемлемую часть инженерного образования для развития творческой личности будущего выпускника технического вуза

3, Информационно-коммуникационные технологии могут усилить фундаментальную подготовку будущих инженеров, если компьютерные программы для практических занятий и цифровые образовательные технологии будут направлены на изменение целей, содержания обучения физике, и применяться как средства для регуляции собственной деятельности

4 Методологическая ориентированность обучения физике должна быть направлена не только на получение знаний, но и на формирование у будущих выпускников инженерного мышления для реализации идей на уровне учебного проекта в условиях ограничений по времени и ресурсам

5. В компьютерных ЦОР не проработаны методы формирования оптимальной мотивации студентов к фундаментальной подготовке и активного самообразования, стимулирования мыслительной деятельности, становления современного уровня информационной культуры Качество прираммно-педагогических средств, используемых в обучении в техническом вузе, может быть повышено за счет усиления методологического компонента физики

Во второй главе «Теоретические основы проблемно-ориентированной системы обучения физике на практических занятиях в техническом университете (методологический аспект)» формулируются основные положения разработанной в нашем исследовании методологии ПОСОФ на основе ИКТ, рассматриваются ее теоретические основы, этапы и элементы, проводится анализ формирования понятийного аппарата, выделены критерии оценки способности студентов к творческой деятельности

Результаты анализа психологических особенностей обучения студентов вузов (В В Гузеев, В П Зинченко, С К Сергиенко, Д И Фельдштейн, Л П Щедровицкий и другие) во взаимосвязи с общедидактическими принципами построения системы обучения студентов в вузе на основе фундаментализации (А.Д Гладун, О Н Голубева, В А Сластенин, А А Червова и др ) и профессиональной направленности (АЕ Айзенцон, Г В Ерофеева, И А Мамаева, Л В Масленникова и др) позволили определить условия для реализации творческой деятельности студентов при обучении физике' 1) единство понятийного знания и учебной деятельности, 2) умение распознавать, описывать, идентифицировать и структурировать проблемы (содержательное, творческое, развивающее структурирование), 3) уверенность при применении научного знания для разрешения проблемной ситуации, 4) самостоятельность в постановке и осмыслении проблемной ситуации, 5) методологический подход к выбору вариантов и уровней развития действия, 6) опыт саморегуляции (установление границ собственного знания, внутренняя самооценка знаний)

Психолого-педагогические аспекты, психологическое обеспечение усвоения предметных знаний на базе методологии учебно-познавательной деятельности (С И Архангельский, Ю К Бабанский, П И Пидкасистый и др), реализации единства обучения и саморазвития (В П Беспалько, И Я Лернер, М Н. Скаткин и др ), проявления студентами творческих способностей и индивидуальности (Д Брунер, Л С Выготский, В П Зинченко, А Н Леонтьев, Ж Пиаже, С.Л, Рубинштейн и др) рассмотрены для исследования их связи с мотива-

цией и интеллектуальными возможностями студентов технического вуза, развиваемой на основе ИКТ.

Определение проблемной ситуации, где неизвестное выступает на стороне объекта, а потребности и возможности — на стороне субъекта, базируется на ее понимании как психического состояния интеллектуального затруднения при решении проблемной задачи (А М Матюшкин). Уровни проблемности в обучении, проанализированные В.А. Крутецким и Т В. Кудрявцевым, позволяют реализовать постановку и осмысление проблемной ситуации в физических задачах Структурирование задач и их трансформация в проблемно-ориентированные, где основная задача решается на фоне соподчиненных, строится на основе идей, высказанных Г Пойа, С Л Рубинштейном и позднее ТВ Кудрявцевым

Педагогическими основами ПОСОФ являются. 1) концепция И Я Лер-нера о значении содержания проблемного обучения, о развивающей и воспитывающей роли проблемных ситуаций в формировании не только интеллектуальных, но и духовных способностей субъектов проблемного взаимодействия, 2) модель дифференцированного обучения физике (НС. Пурышева), 3) модель личностно-ориентированного обучения физике, роль и становление субъектов образовательного процесса (С В. Бубликов); 4) представление об инженерном мышлении как о процессе, в котором присутствует творческая составляющая (П.Л Капица), 5) соотнесение взаимосвязанных физических явлений и эффектов (онтодидактический подход ГС Альтшуллера, НМ Анисимова), метод проектов (Дж. Дьюи, У Килпатрик).

Из всего сказанного следует, что:

1. Проблемное и дифференцированное обучение, как подходы, методы, типы и системы, могут быть базой для создания проблемно-ориентированной системы обучения физике (ПОСОФ) Благодаря применению ИКТ, углубляется, дополняется и обогащается их трактовка в процессуально-содержательном и структурно-организационном плане.

2. Единицами проблемного обучения являются - проблема, проблемная ситуация, проблемная задача (А.М Матюшкин, Е В Ковалевская), которые в случае проблемно-ориентированного обучения физике следует рассматривать в процессе структурирования, становления и развития от проблемы к проблемной ситуации и проблемной задаче Проблема выступает в качестве единицы учебного содержания, проблемная задача - единицы учебного процесса, проблемная ситуация - единицы отношения содержания и процесса проблемно-ориентированного обучения Применение ИКТ может оптимизировать управление обучением на основе данных единиц

3 Сущностной характеристикой проблемно-ориентированной системы обучения физике в отличие от прежнего проблемного обучения является структурирование проблемы, выявление состава проблемных ситуаций, выделение той из них, которая решается в виде проблемной задачи Структурирование рассматривается как активизирующее творческую учебную деятельность условие обучения, воспитания и творческого развития студентов. Оно реализуется в учебном процессе по физике субъектами проблемного взаимо-

действия на основе ИКТ и зависит от степени выраженности проблемы, ее структуры и противоречия в объекте познания (задача, лабораторный эксперимент во всех его видах)

4 Методология физики позволяет построить модель обучения физике в техническом университете, отражающую различную степень проблематиза-ции учебного содержания и учебного процесса, направленную на творческое освоение студентами физики средствами ИКТ

5. ИКТ рассматривается как условие, средства и фактор, определяющий основные направления формирования системы обучения физическим знаниям, способам их усвоения для применения в будущей внедренческой деятельности выпускниками технического университета

6, Средства ИКТ позволяют трансформировать проблемное и дифференцированное обучение в проблемно-ориентированное, усилить фундаментальную подготовку, являющуюся основой физических принципов построения и функционирования технических объектов

Анализ процессуально-содержательных сторон инженерного мышления и этапов мыслительного процесса в условиях применения ИКТ и в единстве познавательных и творческих процессов, позволяет сделать вывод о том, что психология инженерного мышления в настоящее время обусловлена

• специфическими особенностями компьютерного сопровождения учебной деятельности будущего инженера,

• значимостью отношений, поведения, коммуникативностью, увеличением информационных, ментальных и мотивационных ресурсов

Рассматривая процессуальные стороны инженерного мышления (П Л Капица, А А Вербицкий, И П Калошина), можно показать, что современное инженерное мышление проявляется в виде творческой способности, а) порождать быстрые идеи, б) выделять проблемные ситуации, в) уходить от традиционных схем мышления, г) формировать идеи на уровне проекта для их внедрения ПОСОФ ставит своей целью использование внутренних резервов самого обучаемого (мотивов, интересов, склонностей, эмоций) Мотивационный компонент определяется мотивами, которые характеризуют личную готовность к творческой активности в разнообразных проблемных ситуациях, отношение к содержанию знания в виде его приложения в будущей внедренческой деятельности Отсюда следует, что ПОСОФ должна включать: 1) учебную деятельность на основе информационного продукта и логики его создания, 2) концептуальное знание сущности физического явления, 3) на бор привлекаемых способов учебной деятельности (мыслительных, коммуникативных, информационных и информационно-организационных), 4) способы активизации мышления. К активизации мышления следует отнести самоорганизацию, снижение излишней критичности результата, стимулирование мыслительной деятельности (переформулирование задач и их правильную постановку, содержательное, творческое и развивающее структурирование проблемных ситуаций и проблемных задач)

Таким образом, инженерное мышление в современных условиях применения ИКТ определяется характером инженерной деятельности в условиях ко-

гда 1) познание природной и иной закономерности сочетается с познанием возможностей и способов организации деятельности и создания предметных структур для получения требуемого результата; 2) объем приобретаемых знаний увеличивается, если знания передаются, тиражируются и используются

Инженерное мышление, оперирующее специфической формой знания -техническим знанием, может быть существенно развито посредством проектирования деятельности обучаемых (Дж. Дьюи, У X Килпатрик). Это связано с тем, что мышление стремится решить поставленную задачу наиболее рациональным способом. Соответствующая модель обучения, ориентированного на развитие студента, объединяющего физические, умственные, эмоционально-волевые качества, содержит проблемность в обучении физике как обязательное условие развития самостоятельного и критического мышления (У.Х. Килпатрик, A.M. Матюшкин, В В Лаптев) Формирование деятельностной методологии в физике происходит средствами ПОСО на основе ИКТ, включающего целеполагание, процессуально-содержательный компонент, организационно-управленческую подсистему, последовательность мотивации и процедуру созидания Отмеченные компоненты в интерактивном взаимодействии субъектов образовательного процесса, направленным на реализацию самостоятельности и ответственности принятия решений, образуют методическую систему обучения (ПОСОФ) (схема рис 1)

С психолого-педагогических позиций в рамках ПОСОФ студент прорабатывает все ступени учебного процесса: обозначение цели, структурирование темы, проработка темы, самостоятельная оценка деятельности (перекрестная оценка при работе в команде), оценка деятельности предварительным дифференцированием при формировании команды, создание персонифицированных схем управления деятельностью. Поэтому процесс решения физической и инженерной задачи будущим инженером предстает как специфически познавательный процесс, предмет исследования которого содержит результат в виде формулирования и реализации физической идеи на уровне учебного проекта

Важным этапом ПОСОФ является расширение проблемного поля обучения средствами ИКТ При этом возникают психологические противоречия, которые состоят в том, что расширение проблемного поля при поиске вариантов решения на этапе самостоятельной и поисково-исследовательской работы сопровождается сокращением проблемного поля при конкретной реализации проекта Варианты решений составляют проблемные ситуации (ПС) Их поиск реализуется структурированием проблемы, что представляет собой элемент взаимного творчества субъектов образовательного процесса. Структурирование проблемы для формирования идеи на уровне проекта, обобщает рассматриваемое явление и составляет этап ПОСОФ Оно связано с мотивационными потребностями и склонностями студентов технического университета. ИКТ в специфике технического университета - это комплекс, включающий ряд подсистем (рис 1) Среди них: методические и методологические подходы и средства учебно-познавательной деятельности, содержательно-процессуальная (получение и обмен информацией, формирование информационных ресурсов), организационно-управленческая подсистемы Реализация ПОСОФ

как методической системы осуществляется ВОИС и КФП (рис 1), их объединением, учитывающим мотивации студентов технического вуза

В ходе проведения данного исследования нами установлено что

1 Композиционный физический практикум (КФП) является закономерным результатом развития учебного и научного познания в физике и одним из путей решения сложных проблем в теории и методике обучения физике 2 С позиции фундаментализации образования возникновение и становление данного нового дидактического средства вызвано тремя основными причинами

- необходимостью системного подхода к обучению физике в рамках физического практикума,

- необходимостью ориентированного преобразования физических систем на уровне современной методологии физики как науки,

- необходимостью рассмотрения натурного, виртуального эксперимента и моделирование на любом уровне в теории и методике обучения физике в техническом университете не только как одинаково важных (и дополнительных), но и составляющих единый неразделимый комплекс, развивающий специфические черты инженерного мышления

Важнейшим элементом ПОСОФ является методическая адаптация достижений наукоемких технологий к учебному процессу, ориентированность на решение реальных физико-технических проблем Студенты используют ВОИС и КФП согласно логике и в пропорциях, соответствующих научному познанию В рамках ВОИС и КФП обеспечивается связь предлагаемых студенту проблемных задач с фундаментальными и общепрофессиональными знаниями, а также происходит адаптация к специальным знаниям будущей профессиональной деятельности

Таким образом, проблемно-ориентированная система обучения физике в техническом университете строится в рамках таких методологических подходов, как проблемный, дифференцированный, вариативный, проектный (метод проектов), а их системообразующим элементом должны быть ИКТ Эти положения составляют ядро концепции

Исследуемая методическая система может быть реализована как технология обучения Основание концепции составляет методология познания, уровни методологии физики, обеспечивающие диалектическое единство в обучении основополагающих методов физического познания Основная идея, ставшая результатом данного исследования, состоит в том, что система обучения физике в техническом университете должна способствовать развитию творческих способностей будущего инженера на основе научного познания для формирования физических идей на уровне учебного проекта, а также способности к выполнению учебной и учебно-проектной деятельности по физике на основе полученных знаний, умений и навыков

Приложения концепции ПОСОФ образуют методики и методическое обеспечение проблемно-ориентированной системы обучения физике в техническом университете, включающие взаимосвязанные уровни - предметный, операционный и операциональный (по этапам), видеообучающую интерак-

тивную систему (ВОИС), композиционный физический практикум (КФП), автоматизированный мониторинг учебного процесса Концептуальные положения

1 Проблемно-ориентированная система обучения физике студентов технического университета:

а) строится на основе методологических подходов, включающих деятельност-ную, личностно-ориентированную направленность обучения,

б) реализуется при формирования умений применения нестандартных подходов к решению проблемных ситуаций, рассмотрения познавательных задач в контексте учебной деятельности, моделирования в сочетании с натурным и виртуальным экспериментом,

в) студенты включаются в учебную, учебно-исследовательскую работу через систему заданий, разработанных и предъявляемых с помощью ИКТ

Цель: Формирование у будущего инженера устойчивого методологически мотивированного и ориентированного интереса к обучению физике, умения востребовать и использовать ее научное содержание в качестве методологического, экспериментального и технологического средства выполнения целевых видов познавательной и будущей инженерной внедренческой деятельности

Процессуально-содержательный компонент, организационно-управленческая подсистема для

обеспечения интерактивного взаимодействия субъектов образовательного процесса

т

Мотивационный компонент

1. Выполнение проектов на основе методологии физики как науки 2 Увеличение информационных ресурсов 3 Повышение информационной культуры (компьютерной грамотности) 4 Обеспечение самоконтроля, пропедевтической работы и тренировок 5 Практические рекомендации и создание условий их реализации

Проект* ная деятельность

Композиционный физический практикум как средство познания на основе сочетания материальных, виртуальных дидактических средств и моделирования, их структурного взаимодействия

е

Видеообучающая интерактивная система (ВОИС) как средство мониторинга и активизации познавательной деятельности

Г

Система самостоятельной работы студентов

Структурирование проблем, проблемных ситуаций и задач

Формирование идей на уровне проекта

Рис 1 Структурные компоненты модели проблемно-ориентированной системы

обучения физике

2 Методическая система проблемно-ориентированного обучения физике студентов технического университета является составной частью подготовки инженерных кадров, способных внедрять в жизнь научные разработки на базе фундаментализации образования и методологии инновационной деятельности

3 Содержание, структура и свойства проблемно-ориентированной системы обучения физике в техническом университете реализуются с учетом психолого-педагогических подходов, общенаучных, дидактических принципов проектирования и реализации методических систем и направлены на формирование у студентов потребностей и умений использовать получаемые знания как методологическое, теоретическое и технологическое средство в познавательной и будущей инженерной деятельности

4 КФП сочетает натурный, виртуальный эксперимент и компьютерное моделирование в последовательности и соотношениях, отвечающих поисковому научному исследованию, является основой для создания учебной лаборатории нового поколения, ориентированной на учебную, исследовательскую и проектную деятельность студентов технического университета на различных этапах учебного процесса, в т ч при переходе от курса физики к специальным дисциплинам

5, Методика проблемно-ориентированного обучения физике при совместном использовании видеообучающей интерактивной системы и композиционного физического практикума направлены на формирование у студентов творческих и адаптивных способностей, а также представлений по

• применению компьютерных визуализированных моделей,

• решению учебно-научных и практических нестандартных задач, включающих систему заданий профессионально-ориентированного характера к самостоятельным и проектным работам,

• совершенствованию учебных программных средств ИКТ,

6 Компьютерное управление процессом обучения и выявление уровня подготовленности студента, рейтинговая оценка и самооценка результатов обучения, получение информации об эффективности усвоения единицы содержания служат целям формирования знаний, умений, навыков студентов технического университета, сформулированных в Государственных образовательных стандартах ВПО

7 Содержание предметного и исследовательского обучения, включающего методику обучения и анализ нелинейных физических процессов, основ наукоемких технологий, гуманитарных технологий, имеющих социальное значение, реализуется благодаря использованию разработанных методических подходов и информационно-технологических средств

8 Средствами ВОИС реализуется: интерактивный характер обучения, его индивидуализация и дифференциация, формирование мини-коллективов для самостоятельной работы студентов во всех ее видах, обучение и контроль во взаимосвязанном процессе в параллельных фазах

Обобщенная модель методической системы ПОСОФ и ее структурные компоненты представлены на рис 1 Изучение физики будущим инженером

должно опираться на научное познание и уровни методологии физики, как основы инженерного мышления, т.е. такого в котором присутствует творческая составляющая. Это происходит в результате структурирования проблем и проблемных ситуаций, добывания системных знаний. При этом ориентированность обозначает нацеленность на системный подход и формирование творческих способностей на основе физических знаний, приобретаемых студентами в системе ВОИС и КФП.

Третья глава «Методика реализации проблемно-ориентированной системы обучения физике» состоит из 3 частей.

В первой части рассмотрены вопросы реализации разработанной методической системы на семинарских занятиях на основе структурирования проблемы и проблемной ситуации, проиллюстрированные на конкретном примере на рис. 2. Функции субъектов образовательного процесса на исследовательском уровне на практическом занятии состоят в следующем: • Формирование студенческих мини-групп (количественный состав и выбор руководителя группы определяется субъективным шкалированием студентов и данными мониторинга на основе ВОИС).

Рис. 2. Структурирование проблемы в содержательном, творческом и развивающем плане на примере задачи «Движение протона в магнитном и электрическом поле»

• «Частичная» постановка проблемы, ее структурирование, переход к проблемным ситуациям для групп обучаемых посредством образующих и выявляющих заданий. Этап называем - проблема как она дана (ПКД)

• Ответы преподавателя на вопросы студентов и разбор предложений, возникающих у членов групп после первого занятия и самостоятельного анализа Тем самым выявляются пути решения основной задачи по схеме (проблема, проблемная ситуация, проблемная задача). Целевое фиксирование студентами собственного вклада в выполнение задачи.

• Превращение ПКД «в проблему как ее поняли обучаемые» (ПКПО) На этом этапе информация структурирована для исследования, т.е. конкрегное и определенное по структуре и цели задание

• Постановка вопросов, вызывающих аналогии Это стадия реального поиска аналогов. На этом этапе совершенствуются аналоги с применением компьютера (на основе визуализированной модели явления)

• Содержательное, творческое и развивающее структурирование проблемы.

• Совместный анализ физической проблемы субъектами образовательного процесса и формулирование идеи на уровне учебного проекта

На основе модели предложен ряд задач, позволяющих развернуть структуру научного знания в ориентированную учебную деятельность по добыванию студентами новых знаний, и развить творческие способности обучаемых для формирования идей на уровне проекта На основе предложенной модели и методологических положений описана авторская методика проведения практических занятий по физике, позволяющая развивать творческие и адаптационные способности при разрешении нестандартных ситуаций, В частности, рассмотрена роль ускорителей, ядерных технологий, изотопов в социальной сфере и ядерной медицине [20], даны рекомендации по применению социально значимых примеров на лекционных и лабораторно-практических занятиях. Доказывается целесообразность применения на практических занятиях и при реализации целевых учебно-поисковых заданий и НИР новых физических явлений, обнаруженных автором: закон диффузного отражения света от пространственно-ограниченных сред [32, 35], новый инвариант в оптике рассеивающих сред [34], нарушение принципа взаимности при прохождении светового излучения через слоистые среды [33], поведение водородной подсистемы в металлах при их наводораживании [11,14] и др

Предложены способы вариативного и визуализированного представления данных явлений в методике обучения физике Изучение наводораживания металлов, плазмы газовых разрядов, ядерных реакций по содержательно-процессуальным схемам ПОСОФ в системе «студент-преподаватель» позволяет эффективно реализовать принцип «от научного исследования к задачам предметного и операционного уровня обучения физике и обратно от задач предметного уровня к проблеме научного исследования» Таким образом, осуществляется переход от анализа функционирования к конструированию процесса обучения, его регуляции и управлению

Во второй части третьей главы - «Построение видеообучающей системы по физике на основе наглядности и визуализации» обсуждается концепция построения видеообучающей интерактивной системы (ВОИС) как составной части модели ПОСОФ, где обучение и контроль проводятся в параллельной фазе и сведены в единую взаимосвязанную систему, благодаря специальным заданиям Для полноценного овладения студентами на занятиях практикума теоретическим знанием и практическими умениями необходимо использование средств ИКТ в процессе предъявления учебного материала, и на этапе его отработки, и при контроле результатов обучения Благодаря системному подходу к использованию возможностей виртуальной среды обучения студенты могут основательно изучать и повторять теоретический материал, отрабатывать в натурно-виртуальной среде практические умения и навыки я выполнении отдельных этапов паборяторного исследования Контролирующая часть системы обучения обеспечивает оперативную обратную связь и корректировку знаний и умений студентов при выполнении лабораторных заданий практикума

В результате анализа разных подходов к пониманию роли наглядности в условиях применения ИКТ, в частности способов и форм изложения учебного материала (применение видеофрагментов, компьютерного моделирования, компьютерной презентации учебного материала, удаленного доступа через Интернет), сформулировано понятие визуализированной модели (ВМ) объекта Предложена типология визуализации теоретического, экспериментального знания и их взаимодействия на уровне вычислительной физики Визуализированная модель - это модель физического явления, отражающая в содержании обучения различной степени детализацию учебного материала компьютерными средствами Наиболее эффективно визуализация знания реализуется в разных вариантах в виде моделей различной полноты в рамках (знание - визуальная модель - объективная реальность) Визуализация теоретического знания дает обучаемому новую информацию об изучаемом объекте Под визуализацией понимаем различные способы обеспечения наблюдаемости частично доступной и недоступной зрению реальности В настоящее время виртуальная реальность, данная в визуальной модели, часто принимается субъектом обучения как обычный объект внешнего мира. Это обстоятельство позволяет поэтапно формировать умственные действия при экспериментальном обучении физике, когда в виртуальную структуру физических объектов вводятся натурные элементы В диссертационном исследовании приведены конкретные методические приемы реализации данного положения.

ВОИС содержит тесты учебной деятельности, обучающие блоки в которые включена общая теория физического явления и конкретная теория лабораторных работ, в частности методика и техника проведения эксперимента, вывод рабочих формул, схемотехническое моделирование, представлены различные варианты помощи, предоставляемые студенту при необходимости Задания ВОИС последовательно проверяют не только знание теории, но и перенос теоретических знаний на практику, в конкретную ситуацию, а также предвидение результата воздействия в случае изменения условий эксперимента

Созданный интерактивный режим позволяет студенту приступить к проведению как натурного, так и виртуального эксперимента при правильном ответе на все поставленные вопросы. Поскольку структура ВОИС предусматривает две взаимообусловленные части контролирующую и обучающую, то каждое задание сопровождается визуализированными теоретическими объяснениями.

В диссертации анализируется эвристический потенциал визуализации дидактических средств Он состоит в том, что визуализированная модель при структурировании проблемы усиливает методологическую ориентированность знаний, умений и навыков, формирует у будущего инженера способность творческого, операционального преобразования объектов В содержание ВОИС по физике входит:

- система анимационных тестовых заданий (САТЗ),

- система сбора данных обучения и контроля в виде электронного журнала, где фиксируются все действия обучаемого,

- тайминг и система с обратной связью (коммуникация), обеспечивающая организацию диалога «компьютер - обучающийся» и актуализацию результатов обучения,

- рейтинговая система оценки результата работы студента, в которую включена внутренняя самооценка студентом достигнутого им результата,

- обучающие видеодемонстрации и эксперименты по MX Flash - технологии,

- видеотренажеры визуализирующие теоретическое, экспериментальное знание на основе вычислительно-компьютерной технологии,

- обучающие материалы по каждому конкретному вопросу, тестовому заданию, конкретной схеме эксперимента,

-задания, ставящие целью использование научных методов физики в будущей профессиональной деятельности,

-совместное с преподавателем формирование предметного, операционного и рефлективного слоев в познавательной деятельности

Наличие вариативных схем и методологических ориентиров в ВОИС позволяет реализовать проектно-лабораторные занятия на уровне личностно-ориентированного подхода, активизировать познавательную деятельность студентов во всех звеньях учебного процесса (генерация проблемных ситуаций, задания проблемного характера, познавательные задачи, требующие для своего разрешения привлечения знаний из других разделов курса физики, например изучение эффекта Джоуля-Томсона при наводораживании металлов электролитическим методом, методом газового разряда в водородной плазме, изучение свойств водородной подсистемы как совокупности квазиосцилляторов и т д). Система проблемных вопросов, предлагаемых студентам в конце занятия, позволяет фиксировать на временном и содержательном уровнях прохождение этапов проблемно-ориентированного обучения и его результатов

В ВОИС реализованы методы и средства побуждения (мотивации) самостоятельной познавательной деятельности. В ее содержание включены прикладные задачи и задачи профессионально направленные, предусматривающие постепенное усложнение материала

В третьей части главы 3 - «Проблемно-ориентированное обучение на основе композиционного физического практикума (КФП)» рассмотрены вопросы создания нового физического практикума, включающего натурный, виртуальный эксперимент и моделирование. Решена проблема сопряжения натурного и виртуального эксперимента и выделены виды сопряжения и педагогический эффект, определяемый уровнем знаний, умений, навыков при применении разных видов сопряжений экспериментов Психолого-педагогические проблемы создания информационно-образовательной среды вуза в аспекте ее деятелыюстного характера, развитые в работах А А Андреева, А С Кондратьева, В В. Лаптева, Е А Машбица, Е С Полат, И В Роберт, В Д Шадрикова и других ученых явились ядром концепции КФП КФП как составная часть ПОСОФ осуществляет следующие дидактические функции

1 Содержательная постановка задачи сбор доступной информации об устройстве, формулировка (предварительная) конкретных вопросов, интересующих студента, структурирование исходных данных Подготовка вопросов, на которые в данной ситуации можно получить ответ На основании анализа всей собранной информации формулируются требования к модели, которая могла бы быть реализована (создание нужного заряда, необходимого поля, необходимой схемы исследования), создается схема реального эксперимента В качестве примера рассмотрено композиционное исследование явления Холла На виртуальном приборе студенты проводят типичные измерения, анализируют влияние параметров Затем создают программы для расчета электрических и магнитных полей и других конкретных параметров натурного эксперимента, предлагают варианты его схемы Подбирают необходимые измерительные приборы, анализируют образец Холла и предлагают собственную виртуальную модель исследования явления

2 Концептуальная постановка задачи включает выдвижение и обоснование (формулировку) гипотез о строении и законах поведения изучаемого объекта исследования

3 Построение (или обоснованный выбор) учебной модели объекта, учитывающей введенные изменения, с последующим изучением явления в условиях самостоятельной НИР как существенного элемента ПОСО физике

4 Изучение (разработка) программы реализации виртуальной компоненты средствами ИКТ Здесь нужно ориентироваться на те языки или пакеты, которые лучше освоены и согласованы с информатикой

5 Комплексное изучение свойств системы на уровне готовой модели устройства и возможного введения нелинейных эффектов

6 Выводы и переход к исследованию следующей ступени в иерархии моделируемого объекта в концепте переноса знаний

Посредством дидактической схемы, предложенной в нашей работе, обновляются во-первых, цели технологий прямого доступа, т к на занятиях физического практикума репродуктивные знания трансформируются в продуктивные с помощью моделирования, во-вторых, натурно-виртуальный учебный эксперимент становится существенным фактором в формировании концепции обучения, на основе которой осуществляется генерация объективно нового

знания; в-третьих, организуется вариативный эксперимент (под вариативным экспериментом мы понимаем такую композицию его виртуальной и натурной частей и моделирования, которые частично перекрывают друг друга в зависимости от целей и места проведения эксперимента), наглядно иллюстрирующий теоретические построения и выводы, обеспечивая связь концептуальных построений с объективной действительностью и сферой практической деятельности; в-четвертых, перевод компьютерных работ в режим лаборатор-но-практических занятий устраняет разделение теоретической и экспериментальной деятельности, свойственной традиционной схеме обучения. В частности, при исследовании разработанной нами модели «Эффект Холла» (рис. 3) студенты с помощью виртуальных регуляторов выбирают тип полупроводника (дырочный или электронный), устанавливают размеры образца, варьируют силу тока, проходящего через образец, изменяют индукцию магнитного поля и визуально анализируют влияние каждого параметра в отдельности на напряжение Холла._

Рис. 3. Пример сопряженного виртуального и компьютерного экспериментов Модель иллюстрирует движение электрических зарядов, их концентрацию на боковых гранях образца, изменение направления линий напряженности электрического поля при смене типа полупроводника, направление Индукции магнитного поля, изменение угла Холла в зависимости от напряженности внешних электрического и магнитного полей. Виртуальная модель сопряжена с натурным компьютеризированным прибором по изучению эффекта Холла, поэтому все действия студента на натурном объекте отображаются компьютерной моделью.

Композиционный физический эксперимент исследован в следующих лабораторных работах, в т.ч. авторских:

1. Изучение затухающих электрических и механических колебаний. 2. Изучение нелинейных колебаний на примере осциллятора Даффинга и различных вариантов генератора Ван-дер-Поля (ВДП). 3. Изучение электростатического поля на основе РЕМ.ЬаЬ-технологий. Благодаря композиционному расширению содержания и структуры, известная лабораторная работа приобретает новое учебное качество формирования проблемно-ориентированной направленности учебно-поисковых действий. 4. Изучение интерференционных и ди-

фракционных явлений 5 Изучение магнитных полей и поведения магнетиков 6 Изучение маятников Обербека и машины Атвуда 7 Исследование процессов переноса импульса (внутреннее трение). 8. Определение момента инерции стержня из неупругого удара 9 Плазма тлеющего и ВЧ - разрядов и другие

Кроме традиционных составляющих физический практикум содержит следующие основные элементы для управления процессом добывания знаний и формирования творчества обучаемых

A. Компьютеризированный эксперимент, предполагает, что компьютерный интерфейс определяет

• исходный уровень познавательной деятельности,

• алгоритмизирует формируемую деятельность в виде сбора и оперативной обработки данных по ходу эксперимента,

в формирует предварительные познавательные действия студента,

• выводит на монитор компьютера визуализированные параметры и результаты эксперимента для проведения графического и общего моделирования с целью формирования активной экспериментальной деятельности студентов

Б. Автоматизация лабораторного эксперимента используется для управления физическим процессом [15]. Наряду с компьютеризированным экспериментом автоматизированный позволяет по-новому строить физический практикум, когда структурной единицей становится цикл работ, объединенных общностью задания применительно к различным объектам Примером может служить изучение процессов, сопровождающих наводораживание различных металлов [14, 36] и извлечение Н2 под действием поглощенного излучения [31] При изучении тепловыделения компьютер дополнительно автоматически поддерживает температуру термостата, обеспечивает градуирование ячейки наводораживания, контролирует параметры процесса, обеспечивает систематическую обратную связь, выполняет обучающие и контролирующие функции, осуществляет подбор параметров «регулирования» устройства Данная организация учебно-познавательной деятельности в условиях композиционного физического эксперимента позволяет показать важные качества новых технических решений, методологически разные подходы к их решению.

B. Методическое построение содержания физического эксперимента с элементами нелинейной физики базируется на использовании классических приборов, которые на основе ИКТ переориентированы на новые цели Учебно-исследовательские проекты реализованы в ряде лабораторных работ по изучению колебаний на основе разряда в неоне, поведения осциллятора Даф-финга, нелинейных колебаний немагнитного проводящего тела в неоднородном магнитном поле, где студенты проводят проблемное исследование нелинейных эффектов Используют механический, электрический, оптический аналоги, что позволяет сформировать «нелинейное» мышление студентов уже на младших курсах для проведения в дальнейшем самостоятельной поисковой учебно - и учебно-исследовательской работы

Усиление связей между различными темами учебного плана, познания диалектики общего и частного реализуется, например, при изучении студентами поведения механического осциллятора и способов внешнего возбуждения. Так, с использованием ВОИС и в рамках КФП для выяснения влияния жесткости пружины, компьютерная программа ВОИС предлагает студентам задачи, в которых осуществляется последовательное и параллельное соединение 2-х и более пружин, изменение материала пружины, пропускание тока через пружину, нагревание пружины, ее намагничивание и др Варьируются способы внешнего возбуждения осцилляторов- 1) гармоническое; 2) возбуждение периодическими сигналами, 3) непериодическими сигналами Существенные отличия в поведении нелинейных систем обнаруживаются уже при гармоническом внешнем воздействии Поэтому формулируется проблема анализа поведения механического нелинейного осциллятора Даффипга В отличие от традиционных колебаний наблюдается хаотическое поведение осциллятора, которое дополнительно исследуется в ходе вычислительного, а затем натурного эксперимента В результате студенты осваивают научные методы исследования Для проведения вычислительного эксперимента создан комплекс компьютерных программ с возможностью получения оперативной информации на любом этапе анализа поведения осциллятора Наиболее наглядными для анализа являются фазовые портреты Их анализ показывает, что колебания системы не являются гармоническими, а фазовые портреты содержат аттракторы в виде предельного цикла

В практическом плане студенты решают проблему создания внешнего возбуждения осциллятора, рассчитывают параметры источников питания, подбирают геометрические размеры осциллятора, исследуют его применение в практических областях Другой проблемой, относящейся к теме нелинейных осцилляторов, является поведение осциллятора Ван-дер-Поля (ВДП) в сильно неоднородном магнитном поле С помощью вычислительного эксперимента студенты рассчитывают условия возникновения колебаний, параметры неоднородного магнитного поля, строят фазовые портреты осциллятора В этом случае используется спектральный анализ В ходе НИР студентами формулируется проблема изучения поведения нелинейного осциллятора Даффинга при бигармоническом возбуждении. Студенты планируют свои действия, основываясь на анализе поведения нелинейных систем по амплитудно-частотным характеристикам и фазовым портретам Характерной особенностью и новым для студентов эффектом являются перетяжки (точки бифуркации) в фазовых портретах В продолжение анализа на проектном уровне изучения учебного материала, создается возможность количественного прогнозирования результатов исследования физических явлений Для этого определены дидактические цели и средства добывания знаний и управления данным процессом Так, из фазовых портретов следует, что прежде чем разрушиться в состояниях осциллятора образуются области стохастического движения, ограниченные точками бифуркаций (кластеров преддиссоционных состояний) Их количество и форма зависят от коэффициента диссипации энергии, амплитуд внешних полей, разности частот бигармонического возбуждения Методика позволяет

студентам провести моделирование процесса и сравнить его результаты с данными натурного эксперимента, творчески реализовать активную учебную деятельность

В процессе нашего исследования установлены следующие преимущества КФП при структурном взаимодействии его компонент 1 Перенос знаний и умений в новую создаваемую или созданную проблемную ситуацию, что расширяет проблемное поле ПОСОФ 2 Самостоятельное выделение и структурирование проблемы в изученной ситуации 3 Разрешение противоречий в проблемной ситуации 4 Выделение основных элементов системы, ее структуры и раскрытие ее свойств 5 Формирование новых свойств системы на основе выделенных аналогов 6 Создание визуализированной модели и интегрирование в нее обучающей информации 7 Возможность создания натурного эксперимента с «дробным» содержанием виртуальных и натурных компонентов в одном приборе

Кроме того, выявлено, что

1 Варьирование информационных технологий, применяемых для визуализации и моделирования (FEM Lab, Maple, С ++, 3D, Visual Basic++, MX Media Flash, Java и т д ) расширяет методологическую культуру студентов по обнаружению новых знаний 2 Реализация нечетко заданных или менее определенных условий создает переизбыток информации для инициации любопытства и интереса 3 Детализация информации с помощью интерактивных справок, презентаций, схем, позволят поэлементно видеоинтегрировать свойства учебного материала 4 Применение натурного эксперимента при соответствующем синхронном сопряжении с виртуальной схемой и синхронном представлении аспектов изучаемого явления расширяет поле самостоятельного анализа в исследовательской деятельности

В целом проблемно-ориентированная система обучения физике на основе ИКТ реализована и применяется во всех традиционных формах обучения, в т ч при организации НИР для продвижения обучаемого по этапам овладения методологическими знаниями

Четвертая глава «Экспериментальная проверка проблемно-ориентированной системы обучения физике на практических занятиях в техническом университете» посвящена проверке гипотезы исследования Эксперимент проводился в три этапа констатирующий, поисковый и формирующий (контрольный) Данные по ряду экспериментов приведены в таблицах 1-3

Таблица 1 Этапы, участники и место проведения эксперимента

Этап Число участников Место проведения

Констатирующий 2760 Алт1ТУ, ТПУ, ЧГТУ, ТГАСУ, ОмГУ, Норильский индустриальный институт

Поисковый 3684 АлтГТУ, ТПУ, ЧГТУ, ТГАСУ, ОмГУ

Формирующий 3040 ТПУ, АлтГТУ, ОмГУ, КемГУ

В целом в педагогическом эксперименте приняли участие более 3000 человек Результаты констатирующего эксперимента приведены выше

Поисковый эксперимент доказал целесообразность проблемно-ориентированной системы обучения физике в техническом университете и выявил объективные возможности ИКТ в его организации

В качестве критериев оценки системы ПОСОФ на этапе формирующего эксперимента выбирались

• уровень усвоения программы обучения;

• уровень умения формулировать проблемы,

• уровень умения решать проблемные задачи,

• уровень сформированности исследовательских умений,

• объем знаний и их прочность,

• творческий уровень усвоения знаний;

Для оценки уровня усвоения предметного материала и творческого уровня усвоения знаний использовалась методика поэлементного анализа выполнения заданий студентами контрольной и экспериментальной групп Таблица 2 — Уровень усвоения учебного материала студентами экспериментальных и контрольных групп (пример выборки)

Элементы анализа Относительное число студентов, %

Экспериментальные группы Размер выборки N=281 Контрольные группы Размер выборки N=286

Репродуктивный 37 65

Продуктивный 45 24

Творческий 18 11

Эксперимент показал, что большая часть студентов контрольных групп ограничивались формальным подходом, основанным на сведениях из теоретической части курса, а при экспериментировании применялся метод действий по образцу, что соответствует репродуктивному и алгоритмическому уровням усвоения (табл. 2) Значительная часть студентов экспериментальных групп использовали для выполнения заданий композиционный способ выполнения задания, включая структурирование проблемы и проблемной ситуации, постановку дополнительных проблемных вопросов и создание программных средств эксперимента, проявляя продуктивный и творческий уровни усвоения (табл 2)

Позитивное влияние предлагаемого подхода к обучению физике, оценивалось по двум аспектам:

А) Уровень овладения методологией ведения композиционного эксперимента и системного применения ИТ при выполнении учебно-исследовательской работы (применяется прежний метод, таблица 2)

Б) Общий уровень освоения предметных знаний и их прочность при обучении физике

1) по результатам рейтинга, экзамена и комплексных контрольных заданий (предметно-информационная составляющая) (рис. 4 а, б)

2) по оценке результатов защиты НИР, обоснованию актуальности темы, высказыванию своей точки зрения (уровень знания); объяснению выбора пла-

на исследования, его логичности (уровень понимания); самостоятельному составлению компьютерных программ (уровень применения); аргументированностью ответов на конференции (уровень анализа) и т.д. А также по оценке разных подходов к проблеме и самооценке в ходе выполнения проектов в составе мини-коллектива, по умению принимать самостоятельные решения и нести ответственность за их реализацию. Использовались матрицы ответов ВОИС и КФП, карты-анкеты, заполняемые преподавателями и студентами.

□ контрольный

ш эксперимента льный

Рис. 4. а) динамика средних оценок коллоквиумов за три семестра обучения физике; б) результаты аттестаций за семестр (4 аттестации) Отмечена положительная динамика: а) интереса к освоению методологии проблемно-ориентированной системы обучения на всех видах занятий и стремления к ее использованию в практике обучения на ЭТО ТПУ (элитное техническое образование) у преподавателей физики и студентов, обучению выбранной специальности (на учебной практике и при выполнении УИРС и НИРС на старших курсах);

О Неудовлетворительно В Удоыетюрителыю

□ Хорошо

□ Отлично

Контрольная Экспериментальная

Рис. 5. Гистограмма набранных баллов при контроле остаточных знаний

б) уровня профессиональной компетентности преподавателей физики. Последние два критерия оценивались на основе анкетирования обучаемых и обучающих, наблюдения за учебным процессом, по результатам работы автора и его коллег на кафедре общей физики ТПУ, преподавателей других вузов. Экспериментальная и контрольная группы подбирались по примерно одинаковой успеваемости на основе рейтинговых оценок знаний, применяемых согласно нормативным документам учебного процесса Томского политехниче-

ского университета: рейтинговые оценки (от 0 до 1 ООО баллов) коллоквиумов, семинарских занятий, выполнения лабораторных работ, аттестаций за семестр и экзаменов

в) по прочности знаний. В целях проверки прочности знаний был проведен контроль остаточных знаний через шесть месяцев после изучения курса «Электричество и магнетизм» Проверочные тесты состояли из 40 вопросов и оценивались по дихотомической шкале Средний балл экспериментальной группы составил 3 9, а средний балл контрольной группы - 3.5 (см диаграмма на рис. 5) В таблице 3 приведены показатели эксперимента по ряду параметров проблемно-ориентированной системы обучения по группам разных вузов (01-09). Все данные таблицы являются средними показателями, полученными делением абсолютных средних показателей экспериментальной группы по вузам, участвовавшим в эксперименте (ТПУ, АлтГТУ, КемГУ, ОмГУ, ЧГТУ), к средним показателям контрольной группы

Таблица 3. Показатели педагогического эксперимента по ряду параметров проблемно-ориентированной системы обучения физике по группам разных вузов

Номер группы «Кпс» «С» «В» «ВС»

01 1 18 1 31 16 1 24

02 1 27 1 11 1 2 1 16

03 1 20 1 15 1 3 1 58

04 1 32 1 14 1 17 1 33

05 1 29 1 29 1 18 1 09

06 122 1 13 1 32 1 16

07 1 31 1 27 1 23 1 17

08 1 21 1 16 1 3 1 16

09 1 26 1 20 1 23 1 09

Среднее 125 1 20 1 28 1 11

В таблице, параметр Кпс определяет уровень сформированное™ умения выделить и структурировать проблемные ситуации и равен отношению КУ К* Коэффициенты Кэ (экспериментальная группа) и Кк (контрольная группа) вы-

N

I».

числялись по формуле К = ——, где N - число студентов в группе, п, - сред-

п N

нее число проблемных ситуаций, выделенных и предложенных к рассмотрению студентом при решении данной проблемы (степень структурирования ПС), п - общее число возможных (экспертная оценка группы преподавателей) ситуаций реализуемых в проблеме, «С» - качество выполнения задания (учитывается готовность ответственно и самостоятельно реализовать проектное задание), «В» - умение выделить основной физический эффект на основе графического и компьютерного моделирования, «ВС» - умение выделить основные параметры, изменение которых приводит к изменению параметров откли-

ка исследуемой физической системы, умение сформировать идею на уровне проекта Как видно из таблицы 3 отношение средних коэффициентов К в экспериментальных группах, аналогичному значению в контрольных группах равно 1 25 ± 0 07 при доверительной вероятности а = 0 95. Уровень готовности студента использовать программные средства ИТ рассчитывался аналогичным образом и равен 1 34 ± 0 08 Творческие группы студентов для учебно- и научно-исследовательской работы формировались на основе дифференцирующих тестовых анимированных заданий по модели Раша и Бирнбаума. Для оценки эффективности композиционного построения обучения на основе ИКТ было проведено анкетирование студентов Анкетирование показало 74% опрошенных считают, что композиционные работы выполнять проще и удобнее, 19% отмечают, что делать это сложнее, но интереснее, 7% отмечают их трудность Оценка общих вопросов методики обучения, а также результатов введения нелинейной физики на уровне НИР осуществлялась посредством субъективного шкалирования В среднем 26% отмечают, что учебно-исследовательская работа по системе ПОСО дает дополнительные знания по информатике, 34% - дополнительные знания и умения решать проблемные ситуации по физике, 31% -отмечают увеличение общего объема знаний и почти в каждой группе около 9% - не могут определить свое мнение Для того чтобы установить надежность различий при сравнении полученных количественных данных в экспериментальных и контрольных группах, был использован критерий Стьюдента При сравнении критерия (I = 5,87) с его табличными значениями установлено, что между ними имеются существенные различия (5,87 > 4,30, т.е. ^„сп^ табл) Это доказывает, что найденное различие между показателями отдельных групп вытекает из исследуемого фактора, т е ич введения проблемно-ориентированного обучения на уровне НИР <:- критерий можно использовать и при сравнении результатов экспериментальных групп на этапах констатирующего и контрольного эксперимента И в этом случае обнаруживается существенное различие При Р(0(1=099) = 6,93, а иабл= 6,62 т е Поэтому принимается альтернативная гипотеза, позволяющая сделать вывод, что повышение уровня организации самостоятельной работы студентов, усвоения программы по физике, сформированное™ исследовательских умений студентов экспериментальных групп на основе ИКТ обусловлено не случайными факторами, а является следствием применения ПОСОФ на основе ИКТ.

Таким образом, результаты педагогического эксперимента подтверждают выдвинутую гипотезу и свидетельствуют о том, что использование предлагаемой системы ПОСО физике в техническом университете целесообразно

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные результаты исследования состоят в следующем 1 Показано, что использование проблемно-ориентированной системы обучения (ПОСО) физике студентов в технических университетах в силу расширения проблемного поля обучения, его построения на междисциплинарной основе, включения в него поисковых и профессионально значимых задач, приближения его содержания к современному уровню научных знаний, использования в учебном процессе методологии физики повышает эффективность обу-

чения Оптимальное применение методологии физики в ПОСО способствует формированию у студентов профессиональных компетенций, отвечающих целевой ориентации и концепции технического университета

2. Разработаны концепция и модель системы проблемно-ориентированного обучения физике в технических университетах, в которой информационные технологии выступают системообразующим элементом Выявлены свойства ПОСО как целостного объекта, позволяющие реализовать интерактивный характер обучения, обеспечить его вариативность, нелинейность, индивидуально-ориентированный способ учебной деятельности, возможность переработки больших объемов различного вида и типа информации, позитивный эффект самостоятельной деятельности студентов по освоению ими универсальных исследовательских умений в процессе выполнения поисковых и проектных разработок

3 Сформулированы основы проектирования и представления содержания учебного материала, контроля знаний в видеообучающей интерактивной системе (ВОИС) и основанной на использовании дидактически и методологически значимых средств ИКТ, включая мультимедийное программное обеспечение учебного назначения, базы данных, программные средства мониторинга эффективности обучения Разработанная концепция ВОИС реализована в проблемно-ориентированной системе обучения физике в технических университетах, что дало возможность осуществить индивидуализацию и дифференциацию обучения, обоснованно формировать мини-коллективы для самостоятельной работы, объединить обучение и контроль в единый взаимосвязанный процесс

4. Введено понятие композиционного физического практикума (КФП), сочетающего как единое целое натурный, виртуальный эксперимент и компьютерное моделирование, в последовательности и пропорциях, отвечающих поисковому исследованию, который может служить основой для создания учебной лаборатории нового поколения, ориентированной на исследовательскую и проектную деятельность студентов технического университета на различных этапах учебного процесса- изучения общего курса физики, выполнения учебно- и научно-исследовательских работ Создан композиционный физический практикум, включающий 21 лабораторную работу по основным разделам общего курса физики

5. Предложен новый методический подход к организации образовательного процесса, основанный на создании и объединении ВОИС и КФП, и направленный на обеспечение индивидуальной (в т ч автономной) и групповой самостоятельной деятельности студентов по решению учебно - и научно-исследовательских проблем в техническом университете на основе создания адекватного поставленным целям программно-методического комплекса Выбранная концепция реализована в электронном учебно-методическом комплексе по разделу общей физики «Электричество и магнетизм»

6 Показано, что использование ИКТ в проблемно-ориентированной системе обучения открывает дополнительные возможности для освоения основ и методов наукоемких технологий, в том числе гуманитарных технологий,

имеющих социальное значение Дидактическая и методическая значимость средств информационных технологий здесь раскрывается на основе предметного материала, относящегося к применению ядерных технологий и ускорителей в наукоемких технологиях

7 Показано, что использование системы ПОСО физике является катализатором инновационных процессов в обучении и средством повышения уровня творческих и адаптационных способностей студентов, развития у них умений совершенствования программного обеспечения предметного, операционного и поисково-исследовательского уровней учебной деятельности, направленного на решение актуальных задач науки и практики в будущей инженерной деятельности

8 Проведен педагогический эксперимент, в результате которого доказана эффективность использования проблемно-ориентированной системы обучения физике студентов в технических университетах, проявляющаяся в повышении уровня фундаментальной подготовки студентов и их готовности к самостоятельной творческой деятельности

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание диссертации отражено в 78 работах объемом 99,1 авторских печатных листов, из которых 22 работы автора опубликованы в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Ниже приведены наиболее существенные из них

Монографии и учебно-методические работы

1 Ларионов, В В Проектирование и реализация технологии проблемно-ориентированного обучения физике [Текст] Монография /В В Ларионов - Томск Изд-во Том ун-та, 2006 - 282 с (16 ял) - [Сайт интернета] http //www lib tpq ru /fiilltext/m/2006/ ml8 pdf

2 Ларионов, В В Методологические основы проблемно-ориентированного обучения физике в техническом университете [Текст] Монография / В В Ларионов - Томск Изд-во Том ун-та, 2007 - 240 с (15 п л )

3 Чернов, И П Физический практикум Ч I Механика Молекупярная физика Термодинамика [Текст] Учебное пособие / И П Чернов, В В Ларионов, В И Веретель-ник - Томск Изд-во Том у-нта 2004 - 212с (11,5 п л , авторских 60%) - Гриф Минобразования РФ для технических университетов.

4 Чернов, И П Физика Сборник задач Механика Молекулярная физика Термодинамика [Текст] Учебное пособие / И П Чернов, В В Ларионов, Ю И Тюрин - М.: Высшая школа. - 2007 - 410 с (25 п л., авторских 40%) - Гриф Минобразования РФ для технических университетов.

5 Тюрин, Ю И Физика Сборник задач (с решениями) Ч 11 Электричество и магнетизм [Текст] Учебное пособие / Ю И Тюрин, В В Ларионов, И П Чернов - Томск Изд-во Том. у-нта, 2004 - 448 с (28,0 п л , авторских 40%) - Гриф Минобразования РФ.

6 Ларионов, В В Физический практикум Часть 2 Электричество и магнетизм Колебания и волны [Текст] Учебное пособие / В В Ларионов, В И Веретельник, Ю И Тюрин, И П Чернов- Томск Изд-во Том у-нта, 2004 - 255 с (16 п л , авторских 40%) -Гриф Минобразования РФ для технических университетов, сайт библиотеки ТПУ -www lib tpu ru/fulltext2/m2005/mk53 pdf

7 Ларионов, В В Физический практикум Ч 3 Оптика Атомная и ядерная физика [Текст] Учебное пособие / В В Ларионов, В И Веретельник, Ю И Тюрин, И П Чернов - Томск-Изд-во Том ун-та, 2005 -218с (13,6 п л , авторских 50%).

8 Тюрин, ЮИ Физика Сборник задач ЧШ Оптика Атомная и ядерная физика [Текст] Учебное пособие / Ю И Тюрин, В В Ларионов, И П Чернов - Томск - Изд-во Том у-нта, 2005 - 256 с (16,5 п л, авторских 28%)

9 Зеличенко, В M Физика в задачах [Текст] Учебное пособие Ч 3 Электромагнетизм Переменный ток / В M Зеличенко, В.В. Ларионов, В И Шишковский, - Томск ТГПУ, 2006 - 212 с Рекомендовано УМО по специальностям педагогического образования для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 032200 - Физика (12 п л , авторских 70%)

Статьи в рецензируемых журналах ВАК

10 Ларионов, В В Проблемно-ориентированное обучение управление и психология [Текст] / В В Ларионов // Высшее образование в России -2005-№7.-С. 156-159. 0 3 п.л

11 Ларионов, В В Определение концентрации водорода в металлах на классическом приборе Гофмана [Текст] / В В Ларионов, A M Лидер, И П Чернов Н Физическое образование в вузах. - 2003 -Т 9 - № 2 - С 91-95 0 32 п л. (авторских 60%)

12 Чернов, ИП Об эффекте Джоуля-Томсона при радиационном стимулировании выхода водорода из металлов [Текст] / И П Чернов, В В Ларионов // Физическое образование в вузах - 2003 - Т 9 - № 2 - С. 54-58. 0 32 п.л (авторских 70%)

13 Ларионов, В В Лабораторная работа «Определение длины волны и частоты СВЧ генератора с помощью системы Лехера» [Текст] / В В Ларионов, Г В Гаранин II Физическое образование в вузах - 2004 - Т 11. - № 1. - С 54-58 0 32 п л (авт 70%)

14 Ларионов, В В , Гаранин Г В , Чернов И.П. Компьютеризированная лабораторная работа по физике «Прецизионное измерение тепловой энергии проточным калориметром» [Текст] / В В Ларионов, Г В Гаранин, И П Чернов // Физическое образование в вузах -2004 - Т 10 - №1 -С 103— 107. 0.32 п.л (авторских 60%)

15 Ларионов, В В Особенности методического обеспечения преподавания физики в системе открытого образования в области техники и технологии [Текст] / В В Ларионов // Открытое образование -2004 - № 4 - С 15-20 0 4 п л

16 Чернов, ИП Компьютеризированные лабораторные работы по физике на базе графической программной технологии [Текст] / И П. Чернов, С В Муравьев, В В Ларионов и др // Физическое образование в вузах. - 2002 -Т 8 -№1 -С 78-85 (авторских60%)

17 Ларионов, В В Основные закономерности проектно-ориентированного обучения физике в техническом университете [Текст] / В В Ларионов // Известия Томского политехнического университета Т 307 — № 1 - 2004 — С 185- 188 0 3 п л

18 Ларионов, В В Натурно-виртуальный физический практикум для проблемно-ориентированного и элитного обучения [Текст] / В В Ларионов // Известия Томского политехнического ун-та Т 307 -№3 -2004 - С 180-184 03 пл

19 Ларионов, В В Концептуальные аспекты проблемно-ориентированного обучения в курсе физики технического университета [Текст] / В В Ларионов, И П Чернов // Физическое образование в вузах - 2005 - Т.11 - № 1 - С 29-36 0 42 п.л. (авторских 80%)

20 Ларионов, В В Использование ядерного реактора и ускорителей заряженных частиц в социальной сфере [Текст] / В В Ларионов, В С Скуридин // Физическое образование в вузах - 2005 - Т 11 - № 1 - С 29-36 0 45 п.л (авторских 70%)

21 Ларионов В В Экспериментальное обеспечение курса физики при проблемно-ориентированном обучении бакалавров и инженеров [Текст] / В В Ларионов, Д В Пичугин, И П Чернов // Вестник Томского государственного педагогического университета - 2004 - № 6(43) - С 95-99 0 30 п л (авторских 60%)

22 Ларионов, В В Инновационные академические университеты в системе открытого образования- дидактические проблемы физического практикума [Текст] / В В Ларионов, Д В Пичу1 ин // Открытое образование - 2005 - № 3 -С 4-10 0 45 пл (авторских 70%)

23 Ларионов, В В Теория и практика проблемно-ориентированного изучения физики новые педагогические технологии в физическом практикуме технических университетов [Текст] / В В Ларионов, Д В Пичугин // Известия Томского политехнического университета -2004 -Т 308 -№3 -С 225231 0.45 п л. (авторских 70%)

24 Ерофеева, Г.В. Согласование курсов естественнонаучных дисциплин и математики в техническом университете [Текст] / Г В Ерофеева, И П Чернов, В В Ларионов//Физическое образование в вузах -2001 -Т 7 - №2 - С 129-134 0 36 п л (авторских 30%)

25 Ларионов, В В «Фрактальность» как основной дидактический принцип физического практикума нового поколения [Текст] / В В Ларионов, С Б. Писа-ренко//Педагогическая информатика. - 2006 —№ 1 -С 32-38 0 45 п л (авторских 65%)

26 Ларионов, В В Концептуальные аспекты соотношения виртуальных и материальных дидактических средств в методике обучения физике [Текст] / В В Ларионов//Вестник ЧГПУ -2006 - №6 1 -С 71-78 0 5 пл

27 Ларионов, В В О новом подходе к принципу наглядности в проблеме соотношения виртуальных и материальных носителей дидактических средств в методике обучения физике [Текст] / В В Ларионов, В М Зеличенко // Вестник Томского государственного педагогического университета - 2006 - № 6(57) - С 120-124 0 35 п л (авторских 60%)

28 Писаренко, С Б. Новая концептуальная модель физического практикума технических университетов [Текст] / В В Ларионов, С Б Писаренко // Извес-

тия Томского политехнического университета - 2006 - Т 310 - № 6 - С 225-231.0.45 п л (авторских 65%)

29 Постникова, Е И Лекционные занятия по физике в условиях информатизации образования в вузе [Текст] / В В Ларионов, Е И Постникова // Известия Томского политехнического университета. -2007. - Т 311 - № 2 - С 249253 (поступила в 2006 г.) 0 34 п л. (авторских 65%).

30 Ларионов, В В Методические основы проблемно-ориентированной системы практических занятий в техническом университете [Текст] / В В Ларионов, НС Пурышева//Сибирский педагогический журнал -2007 -№ 10 -С 57-70 0 9 п л (авторских 60%)

31 Ларионов, В В. Лабораторно-проектные работы в системе физического практикума технических университетов [Текст] / В.В Ларионов, С Б Писарен-ко, АМ Лидер // Физическое образование в вузах. - 2007 -Т13 -№2 - С 69-78 0 6 п л (авторских 70%)

Статьи и тезисы докладов в сборниках трудов и материалах конференций

32 Горячев, Б В. О законе диффузного отражения излучения рассеивающей средой [Текст] / Б В Горячев, В В. Ларионов, С Б Могильницкий, Б А Савельев // Оптика и спектроскопия -1986 -T6Ö, в 3 -С 1069-1071 0 2пл (авторских 50%)

33 Горячев, Б В О нарушении принципа взаимности при прохождении излучения через слоисто-неоднородные рассеивающие среды [Текст] / Б.В Горячев, В В Ларионов, С Б Могильницкий, Б А Савельев // Оптика и спектроскопия - 1987 - Т 63, в 4 - С 944-955 0 125 п л (авторских 50%)

34 Савельев, Б А Новый инвариант в задаче о переносе излучения в рассеивающих средах [Текст] / Б А Савельев, Б В Горячев, В В Ларионов и др // Оптика и спектроскопия - 1986 -Т 59, в 1 -С 198-200 0 125 п л (авторских 50%)

35 Горячев, Б В К оценке отражательной и поглощательной способностей пространственно ограниченных поглощающих и анизотропно рассеивающих сред [Текст] / Б В Горячев, В В Ларионов, С Б. Могильницкий, Б А Савельев // Теплофизика высоких температур - 1988 - № 5 -С 1030- 1033 -025 пл (авторских 50%)

36 Ларионов, В В Проектно-ориентированное обучение физике в системе открытого образования [Текст] / В В Ларионов, С Б Писаренко // Открытое образование - 2007 -№4 - С 11-15 0 35 п л (авторских 70%)

37 Зеличенко, В М Методологические аспекты изучения нелинейных эффектов в общем курсе физики [Текст] / В М Зеличенко, В В Ларионов // Известия вузов Физика - 2007 -№ 8 - С 62-68 0 5 п л (авторских 65%)

38 Ларионов, В В. Устройство для демонстрации и измерения параметров стоячих волн в системе Лехера и способ его применения [Текст] / В В Ларионов, Ю И Тюрин // Патент на изобретение - № 2275643 от 27 04 Об - Заявка № 2004138216/28(041557) от 27 12 2004 0 2 п л (авторских 70%)

39 Кутлин, А П Изучение плазмы положительного столба тлеющего разряда зондо-вым методом [Текст] / А П Кутлин, В В Ларионов, К Н Югай Сб научно-методических статей «Физика»//М Высшая школа, 1977 - Вып 6 - С 55-58 0 25 пл (авторских 60%)

40 Крахмалев, А С Изучение нелинейных эффектов в общем курсе физики проблемы приборного обеспечения [Текст] /АС Крахмалев, В В Ларионов // Сб научных трудов 2 -ой Междунар науч - практ конф студентов и молодых ученых - Томск Изд-во ТПУ, 2005 - С 54-56 0 2 п л (авторских 60%)

41 Ларионов, В В Видовое информационное поле в инновационной педагогике состав, состав, структура, свойства и применение в тестировании [Текст] / В В Ларионов, СБ Писаренко//Инновации в образовании -2005 -№ 1 -С 55-61 04пл (авторских 60%)

42 Ларионов, В В О принципах визуализации и наглядности в теории и методике обучения физике [Текст] / В В Ларионов, С Б Писаренко // Физика в школе и вузе Международный сборник научных статей - Вып 4 - СПб Изд-во БРАН, 2006 - С 152158 0 45 п.л (авторских 70%).

43 Ларионов, В В Виртуальный лабораторный практикум по физике в рамках flash -технологий [Текст] / В В Ларионов, Д В Пичугин // Инженерное образование - 2004 -№ 2 С 130-133 0 25 п л (авторских 70%)

44 Ларионов, В В Инновационное проектно-ориентированное обучение физике в лабораторном практикуме по механике в технических университетах [Текст] / В В Ларионов // Преподавание физики в высшей школе - М МПГУ - 2006 - № 32 - С 94102 0 6 п л

45 Ларионов, В В Натурно-виртуальные лабораторные работы по физике в техническом университете [Текст] / В В Ларионов, В И Веретельник, И П Чернов //Материалы Междунар конф «Современный физический практикум» - М Изд МФО, 2004 - С 98

0 08 п л (авторских 70%)

46 Ларионов, В В Формирование системного мыппения на занятиях физического практикума [Текст] / В В Ларионов // Сб статей Междунар научно-практ конф «Социально- культурные и психолого-педагогические проблемы и персп Развития современного профессионального образования в России - СПб , Тула, Тольятти, Пенза, 2004 - С 93-95. 0 32 п л (авторских 65%)

47 Ларионов, В В Особенности компьютерного тестирования по физике студентов обучающихся технике и технологиям [Текст] / В В Ларионов, С Б Писаренко // Информационные технологии в образовании, технике и медицине Материалы Международной конференции Т1. Волгоград ВолгГТУ, 2004 -С 208-212 0 25п.л (авторских 70%>

48 Ларионов, В В Инновационный физический практикум технического университета на основе информационных технологий проблемы формирования и развития [Текст] / В В Ларионов // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике Сб статей IV Всеросс научи-техн конф -Пенза,2004 -С 113-1150 15пл

49 Ларионов, В В Проблемно-ориентированное обучение физике в системе подготовки бакалавров и инженеров [Текст] / В В Ларионов, Д В Пичугин, И П Чернов // Бакалавры, техники и технологии подготовка и трудоустройств Труды Междун Симпозиума - М , 2004 - С 62-64 0 2 п л (авторских 70%)

50 Ларионов, В В Современные требования повышения качества образования и проблемно-ориентированное систсмно-деятельностное обучение физике [Текст] / В В Ларионов, Ю И Тюрин, И П Чернов // Качество высшего образования и подготовки специалистов к профессиональной деятельности Труды Междунар симп - М Изд-во ТПУ, 2005 - С 268-272 0 3 п л (авторских 60%)

51 Ларионов, В В Дидактические основы современного физического практикума [Текст] / В В Ларионов, Д В Пичугин // Физика в системе современного образования (ФССО-05) Тезисы докладов Междунар конф. ФССО-05 - СПб - РГПУ, 2005 - С 7679 0 09 п л (авторских 70%)

52 Ларионов, В В Соотношение компьютерных и реальных экспериментов в лабораторном практикуме по физике [Текст] / В В Ларионов, И П Чернов, В И Веретельник // Труды научно-методической конф Образовательные технологии состояние и перспективы -Томск Изд-во ТПУ, 1999 - С 18-19 0 09 п л (авторских 60%)

53 Чернов, И П Компьютеризированные лабораторные работы третьего поколения по физике как основа информационных технологий элитного образования [Текст] / И П Чернов, В В Ларионов, В И Веретельник // Материалы IX Международной конференции- современные технологии обучения «СТО-2003» - С Петербург, 2003 - С 193-194 0 12 п л (авторских 50%)

54 Chernov, I Р Conception of fundamental education m a technical University [Text] / IP Chernov, G V Erofeeva, V V Larionov // International UNESCO conference of engineering education, Moscow - 1995 - P.55 - 56 0 11 п л (авторских 40%)

55 Крючков, Ю Ю Фундаментальное образование как основа элитного обучения в техническом вузе [Текст] / Ю Ю Крючков, Г В Ерофеева, В В Ларионов, Л.И Семкина, Ю И Тюрин, И П Чернов // Инженерное образование - 2004 - № 2 - С 94-97 0 25 п л (авторских 35%)

56 Ерофеева, Г В Концепция развития естественнонаучного образования в техническом университете [Текст] / Г В Ерофеева, В В Ларионов, В А Стародубцев, И П Чернов // Съезд российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке» Материалы съезда М МГУ, 2000 - С 77 0 08 п л (авторских 40%)

57 Ларионов, В В Формы и методы реализации проблемно-ориентированного обучения физике в техническом университете [Текст] / В В Ларионов, С Б Писаренко // Современное образование содержание, технологии, качество Материалы XII Международной конференции -СПб -ЛЭТИ, 2006 - С 42-43 0 12пл (авторских 60%)

58 Борисов, В П Учебно-дидактический комплекс по физике для самостоятельной работы студентов 41 и Ч II [Сайт интернета] / В П Борисов, В.В. Ларионов, Э В По-здеева, ЭБ Шошин- http //www lib tpu ru /fulltext/m/2005/ ml8pdf 20 п л (авторских 60%)

59 Ларионов, В В , Писаренко С Б , Лидер А М Лабораторно-проектные работы в системе физического практикума технических университетов [Текст] / В В Ларионов, С Б Писаренко, А М Лидер // Материалы Междунар конф «Современный физический практикум» - М Изд МФО, 2004 - С 56-57 0 09 п л (авторских 60%)

60 Ларионов, В В Использование среды MACROMEDIA FLASH для обучающего тестирования по физике [Текст] / ВВ. Ларионов, С Б Писаренко // Физика в системе инженерного образования России Тезисы докладов совещания зав кафедрами физики технических ВУЗов России М Авиаиздат 2005 - С 100-102 0 18 пл (авторских 60%)

61 Ларионов, В В Виртуальные дидактические средства физического практикума для организации самостоятельной работы студентов в техническом университете [Текст] / В В Ларионов, С Б Писаренко // Материалы V Международной научной конференции «Физическое образование- проблемы и перспективы развития, ч II » - М : МПГУ, 2006 -С 287-294 0 5 п л (авторских 70%)

62. Ларионов, В В Композиционные лабораторные работы в среде проблемно-ориентированного обучения физике для подготовки инновационных инженеров [Текст] / В В Ларионов, А М Лидер, Е И Постникова // Материалы VI Международной научной конференции «Физическое образование проблемы и перспективы развития», ч 2 » - М МПГУ, 2007 - С 66-68 0 125 п л (авторских 70%)

63 Ларионов, В В Концептуальная модель проблемно-ориентированного обучения физике в системе подготовки инновационных инженеров [Текст] / В В Ларионов, А М Лидер, И П Чернов // Материалы IX Международной конференции - СПб • РГПУ - С 249-252 0 15 п л (авторских 70%)

64 Зеличенко, В М Методологическая роль композиционного физического практикума [Текст] / В М Зеличенко, В В Ларионов, А М Лидер // Материалы IX Международной конференции - СПб РГПУ - С. 224-227 0 15 п л (авторских 70%)

Подл к печ 28 02 2008 Объем 2.5 п л Заказ № 51 Тир 100 экз

Типография МПГУ

Содержание диссертации автор научной статьи: доктора педагогических наук, Ларионов, Виталий Васильевич, 2008 год

Введение.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА.

1.1. Общие положения.

1.2. Обучение физике в техническом университете - основные цели, задачи, и методы.

1.3. Методологические особенности обучения физике в техническом университете в рамках инновационной системы подготовки специалистов.

1.4. Информационные технологии в системе проблемно-ориентированного обучения физике в технических университетах.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ (МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ).

2.1. Общие положения.

2.2. Психолого-дидактические условия создания проблемных ситуаций проблемно-ориентированного обучения. Основные понятия.

2.3. Творческая познавательная деятельность, саморазвитие и мотивационные склонности в проблемно-ориентированном обучении физике.

2.4. Методические резервы проблемно-ориентированной системы обучения физике (ПОСОФ)

2.5. Педагогические ресурсы ПОСОФ и возможности их реализации.

2.6. Концепция и обобщенная модель проблемно-ориентированной системы обучения физике в техническом университете на основе методологии физики.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ ПРОБЛЕМНО- ОРИЕНТИРОВАННОЙ

СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ.

Часть 1. СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ.

3.1.1.Общие условия проблемно-ориентированного построения обучения физике на практических занятиях.

3.1.2. Структура проблемно-ориентированного построения содержания обучения физике на лабораторно - практических занятиях. Структурно-уровневый принцип создания проблемных заданий.

3.1.3. Условия, схемы и примеры «открытия» новых физических эффектов в самостоятельной деятельности студентов, организованной преподавателем. Примеры формулирования учебно-исследовательских проблемных задач в виде проектов.

Часть 2. ПОСТРОЕНИЕ ВИДЕООБУЧАЮЩЕЙ ИНТЕРАКТИВОЙ СИСТЕМЫ (ВОИС) ПО ФИЗИКЕ НА ОСНОВЕ НАГЛЯДНОСТИ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ.

3.2.1. Общие положения. Основные структурные элементы ВОИС.

3.2.2. Принципы проектирования и реализации видеообучающей интерактивной системы для проблемно-ориентированного обучения физике.

3.2.3. Использование наглядности и визуализации при реализации дидактических элементов видеообучающей системы.

3.2.4. Организация учебно-исследовательской познавательной деятельности средствами визуализированных моделей.

Часть 3. ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ НА

ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИОННОГО ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА.

3.3.1 .Общие положения.

3.3.2. Дидактические основы построения проблемно-ориентированного обучения физике в модели композиционного физического практикума.

3.3.3. Принцип композиционности физического практикума.

3.3.4. Методология создания композиционных лабораторных работ.

3.3.4.1.Аппаратное обеспечение.

3.3.4.2.Программное и методическое обеспечение.

3.3.4.3. Эксперименты с компьютерной поддержкой.

3.3.5. Генезис понятия поколения в физическом практикуме.

3.3.6. Основные характеристики, роль и значение проектно-виртуальных лабораторных работ в схемах проблемно-ориентированного обучения физике. Примеры реализации.

3.3.7. Дидактические принципы создания композиционного физического эксперимента.

3.3.8. Пример реализации виртуального лабораторного проекта для проблемно-ориентированного обучения физике.

3.3.9. Композиционные лабораторные работы по технологии прямого доступа.

3.3.10.Развитие проблемных ситуаций и методологические аспекты обучения физике нелинейных эффектов в техническом университете.

3.3.10.1 .Примеры реализации нелинейных эффектов в лабораторном практикуме.

3.3.10.2 Проблемно-ориентированное построение содержания физического эксперимента при поисковой исследовательской работе студентов.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ.

4.1. Структура и основное содержание педагогического эксперимента по проблемно-ориентированному построению содержания обучения физике.

4.2. Организация опытной проверки.

4.3. Экспериментальная проверка эффективности применения ВОИС в системе проблемно-ориентированного обучения физике.

4.4. Исследование мотивации студентов к моделированию проблемных ситуаций при выполнении лабораторных работ.:.

4.5. Методики анкетного анализа системы проблемно-ориентированного обучения физике в техническом университете. Сравнительно-сопоставительный анализ результатов констатирующего и контрольного экспериментов.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Проблемно-ориентированная система обучения физике студентов в технических университетах"

ВВЕДЕНИЕ

Технические университеты России переживают этап преобразования в инновационные университеты, которые должны осуществлять подготовку специалистов, обладающих значительным творческим потенциалом, способных на базе фундаментальных исследований вести многоплановую научно-внедренческую деятельность по широкому спектру специальностей и наукоемких технологий.

В соответствии с концепцией модернизации российского образования на период до 2010 года, инновационными программами подготовки специалистов эти задачи предполагается выполнять на основе реализации исследовательского, практико-ориентированного, задачного, компетентностного и контекстного подходов к обучению, сочетания фундаментальной и профессиональной направленности образования, усиления творческой учебной деятельности. В свете поставленных задач необходимо отметить, что физика всегда была наиболее эффективной основой промышленного и сельскохозяйственного производства на всех этапах развития общества. Физика имеет богатейший опыт превращения (преобразования) гипотез и научных открытий в реальные приборы и технологии, и ее роль многократно возрастает с развитием информационной среды. Именно поэтому овладение соответствующей методологией физики следует рассматривать как неотъемлемую часть полноценного инженерного образования, вносящего вклад в развитие творческой личности, в оснащение будущего выпускника технического университета современной методологией внедренческой деятельности, готового самостоятельно и квалифицированно решать новые задачи.

Немало значимых исследований в области разработки педагогических технологий в теории и методике обучения физике проведено C.B. Бубликовым [39 и др.], A.C. Кондратьевым [107 и др.], С.Е. Каменецким [98 и др.], В.В. Лаптевым [107, 126 и др.], Н.С. Пурышевой [224 и др.], A.B. Усовой [279, 280 и др.], Н.В. Шароновой [224 и др.] и другими исследователями. На основе результатов их работ решен ряд задач, связанных с подготовкой студентов по физике в техническом университете (А.Е. Айзен-цон [7], Г.В. Ерофеева [78], И.А. Мамаева [168], JI.B. Масленникова [169], A.A. Чер-вова [288] и другие), в том числе касающихся применения ИКТ, системного подхода к обучению физике на основе ИКТ, выяснения роли физической теории, лабораторного практикума, задач по физике с профессиональным содержанием, поисков оптимального сочетания фундаментального и направленно-профессионального обучения.

Внедрение результатов этих работ в учебный процесс технических университетов позволило решить большое число проблем функционирования системы подготовки инженеров, в то же время они не решают в полной мере проблему развития и формирования творчества будущих выпускников технических университетов и организации их самостоятельной поисково - и учебно-исследовательской учебной деятельности, создание критериальной базы для ее оценки. Исследования не затрагивают ряд других, связанных с обучением физике вопросов, таких как: методы реализации единства обучения и саморазвития, технологического обеспечения формирования творческой учебной деятельности при обучении физике, методы комплексного использования ИКТ как методологического регулятора построения содержания лекционных, практических и лабораторно-практических занятий для развития и проявления студентами творческих способностей и индивидуальности и т.д.

В отечественной педагогической науке проблема развития и формирования творчества, вопросы организации учебно-творческой деятельности исследованы Н.Г: Алексеевым [10 и др.], В.И. Андреевым [9 и др.], Н.М. Анисимовым [14 и др.], В.В. Давыдовым [63 и др.], И .Я. Лернером [159 и др.], B.C. Ледневым [158 и др.], В.Г. Разумовским [226 и др.] и другими. Концепция исследовательского обучения физике и исследовательские образовательные технологии даны в работах А.И. Анциферова, А.Д. Гладуна [55 и др.], Г.Г. Никифорова [192 и др.], В.Г. Разумовского [226 и др.], A.B. Усовой [279 и др.], С.А. Хорошавина [286 и др.], Т.Н. Шамало [301 и др.] и других.

Анализ результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента, анализ публикаций, показывают, что, несмотря на особую значимость рассматриваемых проблем, в большинстве технических университетов целенаправленных исследований по проблемам содержания, организационно-процессуальных форм и методов преподавания физики, развивающих творческую учебную деятельность студентов технического университета и соответствующих программе модернизации российского образования, проведено недостаточно. В практике работы большинства технических университетов не уделяется должного внимания сочетанию формирования предметных знаний по физике с организацией творческой самостоятельной деятельностью студентов.

Между тем обсуждаемые вопросы могут быть решены, если изменить содержание и методологию учебного процесса так, чтобы традиционное обучение физике сочетать с развитием и формированием творческой учебной деятельности на всех видах занятий: лекционных, практических и лабораторно-практических на основе ИКТ. Для этого необходимы интеграция и синтез методологических, методических подходов и дидактических принципов в рамках технологических подходов к обучению. Одним из них является проблемно-ориентированная система обучения (ПОСО) физике на основе ИКТ, включающее систему комплексной самостоятельной работы поисково-исследовательского характера.

Под проблемно-ориентированной системой обучения (ПОСО) понимаем обучение физике при интерактивном взаимодействии между субъектами учебного процесса, оперативном управлении методиками и средствами обучения для обеспечения творческой самостоятельной работы студентов, основой которой является поисковая учебно-исследовательская деятельность с использованием ИКТ, ориентированная на овладение методами поиска проблемных ситуаций, и решения задач, соответствующих актуальным вопросам науки и практики.

Возможности ПОСО физике особенно выразительно проявляются и реализуются при системном использовании функций ИКТ. На их основе можно создать условия и ситуации, побуждающие студентов к ответственной самостоятельной учебной, учебно- и научно-исследовательской работе, условий качественно нового формирования их творческой познавательной деятельности. Расширение проблемного поля обучения физике в техническом университете, вследствие применения ИКТ, приближение его содержания к современному уровню научных знаний, использование в учебном процессе методологии физики как науки во всей полноте, требует обучения, ориентированного не только на освоение системы предметных знаний, но и на развитие творчества студентов. В этом случае проблемно-ориентированная система обучения физике на основе ИКТ может быть переведена на уровень инновационной технологии и преобразовать характер обучения в отношении целевой ориентации, способов взаимодействия преподавателя и студента, возможности дифференциации, организации новых форм самостоятельной работы и активного участия студентов в творчестве.

Таким образом, содержание приказов и инструктивных писем Министерства образования и науки, исследований в области подготовки современных инженеров, в т.ч. зарубежных, инновационных программ российского высшего технического образования (2005-2010 гг.), научных исследований, посвященных проблемам обучения физике, позволяет выделить в существующей системе обучения физике в технических университетах ряд противоречий:

• между необходимостью усиления методологической направленности учебного процесса, поддержки эксперимента, связи содержания образования с наукоемкими технологиями, существенно расширяющие тематику проводимых студентами исследований, и преобладанием знаниевого и репродуктивного компонентов в обучении;

• между потребностью общества в-специалистах, способных использовать современные физические методы исследования в своих областях деятельности, и существующей методической системы обучения физике в техническом университете, не предусматривающей возможность формирования таких специалистов;

• между широким применением в образовании информационных технологий и неопределенности модели их применения в физике для формирования элементов творчества будущих выпускников технических университетов и организации самостоятельной поисково - и учебно-исследовательской учебной деятельности, критериальной базы для оценки такой деятельности.

Из вышеперечисленного становится очевидной актуальность исследования, проблемой которого является поиск ответа на вопрос: какими должны быть концепция, модель, практическая реализация проблемно-ориентированной технологии обучения физике студентов технических университетов и средства ее осуществления.

Объект исследования: процесс обучения физике студентов в технических университетах.

Предмет исследования: методика проблемно - ориентированной системы обучения физике студентов технических университетов.

Цель исследования: теоретическое обоснование, создание концепции проблемно-ориентированной системы обучения физике студентов в техническом университете, а также методики ее реализации.

Гипотеза исследования. Проблемно-ориентированная система обучения физике (ПОСОФ) студентов технических университетов, основанной на использовании ИКТ, будет способствовать повышению эффективности обучения, если:

• ее реализовать во всех аспектах образовательной деятельности, содержательном, мотивационном и процессуальном;

• использовать дидактические и методические средства ПОСОФ во всех формах и компонентах самостоятельной поисковой познавательной деятельности студентов системно, оптимально, сообразно с логикой и методологией физики;

• организовать самостоятельную деятельность студентов на основе соответствующих целям ПОСОФ методических подходов и соответствующих им информационно-технологических средств;

• использовать видеообучающую интерактивную систему (ВОИС), в основу которой положить визуализированную модель теоретического, практического знания и вычислительной физики;

• применить новые методические подходы и информационные средства для использования в учебно- и научно-поисковой деятельности студентов, а именно: при проведении лекций, практических занятий и лабораторных работ использовать композиционный физический эксперимент (КФЭ), композиционные демонстрации физических экспериментов; ВОИС и КФЭ связать в единый комплекс, системообразующим эле--ментом которого станет ИКТ, использовать непрерывный мониторинг по этапам обучения и тайминг обучающихся.

Под эффективностью обучения понимаем объем знаний, их прочность, умение принимать самостоятельные решения и нести ответственность за их реализацию, мотивацию и интерес к обучению выбранной специальности, развитие творческих способностей.

Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи:

1. Изучить состояние проблемы подготовки инженеров на базе фундаментальных наук в свете современного этапа развития педагогической науки и требований к подготовке инженеров.

2. Уточнить понятие ПОСОФ и определить роль и место ИКТ в проблемно-ориентированной системе обучения физике в техническом университете.

3. Разработать концепцию и модель проблемно-ориентированной системы практических занятий, отвечающих целевым установкам и методологии фундаментального образования применительно к техническому университету.

4. Разработать методику и программно-педагогические средства проблемноориентированного обучения физике в техническом университете, основанные на использовании информационно-коммуникационных технологий.

5.Разработать основы проектирования и реализации информационно-технологических средств, использующих новое программное и методическое обеспечение, и отвечающих целям ПОСО физике в техническом университете.

6.Создать и апробировать программно-методическое обеспечение индивидуальной и групповой самостоятельной деятельности студентов по решению учебно- и научно-исследовательских проблем при обучении физике в техническом университете.

7.Проверить эффективность проблемно-ориентированной системы практических занятий в техническом университете в педагогическом эксперименте.

Методологическая основа исследования послужили общетеоретические исследований: деятельность в обучении и развитии личности (А. Асмолов, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина, JI.C. Выготский, И .Я. Лернер, Д.И. Фельдштейн, Д.Б. Элько-нин и других); технологии применения эвристических методов и развития логического рационального мышления, использования в педагогике понятий инновационной деятельности для построения прогностической модели обучения (В.И. Андреев, Н.М. Анисимов, C.B. Бубликов, В.А. Черкасов и др.) и инновационно-продуктивной деятельности (В.Г. Афанасьев, В.В. Лаптев, В.Я. Ляудис, Н.Д. Никандров и др.); научного творчества (Н.Г. Алексеев, B.C. Леднев, А.Т. Шумилин и другие); дифференцированного обучения (Н.С. Пурышева, Ю.А. Дик); визуального мышления (Р. Арнхейм, З.С. Белова, Н.Е. Важеевская и другие), концепция исследовательского обучения физике и исследовательские образовательные программы и технологии (А.И. Анциферов, A.C. Кондратьев, В.В. Майер, Г.Г. Никифоров, A.B. Усова, С.А. Хорошавин, Т.Н. Шамало, Н.И. Шеффер, A.A. Червова, Л.С. Хижнякова и другие); теории и практики физического и демонстрационного эксперимента (В.М. Зеличенко, В.В. Лаптев, В.Я. Синенко, A.B. Смирнов, Г.П. Стефанова, Т.Н. Шамало и другие), мультимедийной дидактики физики (A.M. Короткое, Е.В. Оспенникова, A.B. Смирнов, В.А. Стародубцев и другие). Большое значение для нас имели философские идеи диалектической теории познания в проблемном обучении: природа проблемного обучения (A.M. Ма-тюшкин, М.И. Махмутов, М.Г. Штракс), проблемная ситуация и проблемная задача (В.Б. Губин, В.Г. Разумовский); идеи и исследования в области теории и методики преподавания физики в техническом университете (Н.С. Пурышева, С.Е. Каменецкий и другие; а также А.Е. Айзенцон, В.Ф. Взятышев, Ю.П. Дубенский, Г.В. Ерофеева, Л.В. Масленникова, И.А. Мамаева А.И. Пилипенко, А.И. Подольский и другие). Логика и основные этапы исследования

Исследование проводилось с 1992 по 2007 г. в несколько этапов. Первый этап (1992-2000 г.г.) состоял в анализе психолого-педагогической и методической литературы по проблеме, основных концептуальных, нормативных документов, регламентирующих образовательную деятельность в техническом университете на современном этапе, изучении передового педагогического опыта по использованию ИКТ в обучении физике, формулировке исходной гипотезы исследования, цели и задач исследования.

Второй этап (1999-2004 г.г.) посвящен разработке концепции и модели проблемно-ориентированной системы практических занятий по физике в техническом университете, принципов проектирования и представления учебного материала при использовании ИТ - технологий, созданию учебно методического обеспечения ПОСО физике и самостоятельной учебно- и научно-исследовательской работы, адаптации поисковых методов физических исследований к учебному процессу.

Третий этап (2004-2007 г.г.) включал реализацию ПОСОФ в ходе формирующего этапа педагогического эксперимента, внесение необходимых корректив ь планирование эксперимента, оценку результативности использования новой технологии обучения, внедрение разработок в педагогический процесс других кафедр и вузов, определение перспектив и направлений дальнейшего исследования проблемы.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. В отличие от предшествующих исследований, посвященных методике обучения физике в системе высшего технического образования, где основное внимание уделялось концептуальным основам приобретения обучаемыми знаний по физике, общим методическим подходам их использования в традиционных технологиях, в настоящей работе обоснована возможность проблемно-ориентированной системы обучения физике в современном техническом университете, сочетающей знаниевый и учебно-деятельностный компоненты, включающей в себя самостоятельную учебно - и поисково-исследовательскую работу студентов. На методологическом и организационно-процессуальном уровнях предложено решение проблемы повышения эффективности подготовки студентов по физике в условиях современной информационной образовательной среды.

2. Разработана концепция проблемно-ориентированной системы обучения физике студентов технических университетов, которая включает следующие положения:

• обучение физике в технических университетах рассматривается как методическая система, состоящая из содержательного, процессуального, диагностического и управленческого компонентов;

• методы, формы и средства проблемно-ориентированной системы обучения физике вместе с традиционными адекватны методологической направленности учебного процесса, поддержке эксперимента, связи содержания с наукоемкими технологиями, в т.ч. имеющими социальное значение;

• творческую самостоятельную работу студентов, как поисковую учебно-исследовательскую деятельность с использованием ИКТ, ориентированную на овладение методами решения проблем, соответствующих актуальным задачам науки и практики, формирования идей на уровне проекта, обеспечивает интерактивное взаимодействие между субъектами учебного процесса, методиками и средствами обучения, оперативное управление этими ресурсами,;

• ИКТ в системе ПОСО реализуются с помощью видеообучающей системой (ВОИС), композиционного физического практикума (КФП) как средства и метода обучения и объединения ВОИС и КФП;

• структурные элементы ВОИС и КФП как дидактические носители ПОСОФ, дополнительно содержат ценностно-смысловой, операциональный и учебно-исследовательский компоненты учебного процесса;

• поскольку инженер в своей деятельности соотносит физические знания с физическими эффектами с целью рационального преобразования объекта познания, то в качестве системообразующего подхода применяется структурирование проблемы (П), проблемной ситуации (ПС) и проблемной задачи (ПЗ) для формирования (формулирования) физических и инженерных идей на уровне проекта, что предполагает обеспечение условий для рефлексии студента над понятийными отношениями в ряду явление - проблема, проблемная ситуация, решение задачи.

3. Разработана модель проблемно-ориентированной системы обучения физике, условия ее проектирования и реализации на основе информационно-технологических средств ПОСО физике, направленные на формирование у студентов творческого подхода к физическому эксперименту, освоению большого объема информации, способности к ее критическому анализу, поиску нестандартных подходов к решению проблемных задач в учебной деятельности.

4. Разработана методическая система проблемно-ориентированного обучения физике в технических университетах, особенностью которой является использование видеообучающей интерактивной системы (ВОИС) и оптимальное, отвечающее методологии научного исследования, сочетание натурного, виртуального и вычислительного эксперимента в рамках предлагаемого композиционного физического практикума.

5. Показано, что интеграция возможностей, которые открывают предлагаемые методические подходы, реализуемые с помощью дидактически и методологически значимых информационно-технологических средств, позволяет повысить эффективность ПОСО физике, осуществить индивидуализацию и дифференциацию обучения, мониторинг учебного процесса, обоснованно формировать студенческие мини-коллективы для самостоятельной работы, объединить обучение и контроль в единый взаимосвязанный процесс.

6. Показано, что проблемно-ориентированная система обучения физике в технических университетах, способствует превращению студента в полноправного субъекта образовательной деятельности, активно участвующего в создании эффективной информационно-образовательной среды и осуществляющего диалогическую субъект-субъектную коммуникацию с преподавателем и другими участниками исследовательского мини-коллектива.

Теоретическая значимость исследования состоит в следующем.

1. Разработаны концепция и модель проблемно-ориентированной системы обучения физике на практических занятиях в техническом университете, отвечающие целям фундаментального образования и обеспечивающие его эффективность при подготовке будущих выпускников. В рамках концепции расширено понятие проблемного обучения путем структурирования проблемы и проблемной задачи субъектами проблемного взаимодействия на основе ИКТ, введено понятие проблемно-ориентированной системы обучения физике, дано его определение.

2. Разработаны основы проектирования и представления содержания учебного и контролирующего материала, использующие новые методические подходы и информационно-технологические средства, отвечающие проблемно-ориентированной системе обучения физике в техническом университете.

3. Выявлены и сформулированы условия организации учебной деятельности в ПОСОФ (на основе метода проектов), направленной на приобретение студентами технического университета информационных и исследовательских умений.

4. Введено понятие и научно обоснованы содержание, структура композиционного физического практикума, сочетающего как единое целое натурный (компьютеризированный), виртуальный эксперимент и компьютерное моделирование, который может служить основой для создания учебной лаборатории нового поколения, ориентированной на учебно - и научно-исследовательскую деятельность студентов технического университета по физике на различных этапах учебного процесса.

Практическое значение работы состоит в том, что основные ее результаты доведены до уровня конкретных методических разработок и рекомендаций, к числу, которых относятся:

• Видеообучающая интерактивная система (ВОИС) и композиционный физический практикум (КФП);

• учебно-методический комплекс по курсу общей физики для технического университета, основанный на использовании ВОИС и КФП;

• учебно-методический комплекс по обеспечению самостоятельной учебно- и научно-исследовательской работы студентов технического университета;

• новые дидактические средства:

- авторские лабораторные работы для композиционного физического практикума;

- композиционный физический практикум как основа учебной лаборатории нового поколения;

- учебные пособия (четыре учебных пособия с грифом Минобрнауки, одно с грифом УМО по педагогическим наукам и 2 монографии), среди которых «Физический практикум; часть 1. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика; часть 2. Электричество и магнетизм. Колебания и волны; ч.З: Оптика. Атомная и ядерная физика», «Учебно-дидактический комплекс по физике, 4.1 и ч.2».

- программное обеспечение наукоемких гуманитарных технологий социального назначения.

Результаты исследования внедрены на кафедре общей физики, теоретической и экспериментальной физики Томского политехнического университета и его филиалах, в Алтайском государственном техническом университете, Кемеровском и Омском государственных университетах. Внедрение позволило повысить эффективность обучения физике студентов. На защиту выносятся следующие положения:

1. Необходимость обеспечения эффективной подготовки по физике студентов технических университетов делает целесообразным и возможным построение ее системы на основе проблемно-ориентированного обучения и технологических средств современных информационно-коммуникационных технологий.

2. Проблемно-ориентированная система обучения физике в техническом университете позволяет, формировать у студентов умения находить нестандартные подходы при выявлении проблемных ситуаций, решении познавательных задач при их реализации в виде учебных проектов в условиях самостоятельной поисковой учебно7 исследовательской деятельности.

3. Использование в учебном процессе ВОИС, построенной на основе разработанных методик проектирования и представления содержания учебного материала, позволяет реализовать интерактивный характер обучения, осуществить его индивидуализацию и дифференциацию, обоснованно формировать мини-коллективы для самостоятельной работы студентов во всех ее видах, объединить обучение и контроль в единый взаимосвязанный процесс. Структура содержания ВОИС по физике задается в виде системы обучающих анимированных заданий, снабженных диагностирующим инструментарием, и включает ориентировочную основу предметной и учебной деятельности как результат создаваемого учебного явления и логики его создания; соотнесения физического знания с физическим эффектом; набора приобретенных и апробированных в собственном опыте способов учебной деятельности (мыслительных, организационных, информационных, презентационных и т.д.); приобретения опыта решения задач в проблемных ситуациях (при целевом структурировании и трансформировании объекта, при неполноте условий задачи, необходимости принятия «собственных» решений на основе аналогов, самоконтроля своих действий, на основе вариативных «подсказок», компьютерных экспериментов, тренажеров, снабженных регуляторами и расчетно-программными файлами, задания, ставящие целью использование научных методов физики в будущей профессиональной деятельности, совместное с преподавателем формирование предметного, операционного и рефлективного обучения познавательной деятельности).

4. Сочетание натурного эксперимента, виртуального эксперимента и компьютерного моделирования в последовательности и соотношениях, отвечающих поисковому научному исследованию в композиционном физическом практикуме, как источнике знаний и методе обучения, может служить основой учебной лаборатории нового поколения, ориентированной на исследовательскую и проектную деятельность студентов технического университета на различных этапах учебного процесса, в т.ч. при переходе от курса физики к специальным дисциплинам.

5. Комплексное использование разработанных методических подходов и информационно-технологических средств проблемно-ориентированной системы обучения физике расширяет содержание предметного и исследовательского обучения, путем включения в него изучение и анализ нелинейных физических процессов, основ наукоемких технологий, в т.ч. гуманитарных технологий, имеющих социальное значение.

6. Содержание и методика проведения проблемно-ориентированных практических занятий по физике при совместном использовании видеообучающей интерактивной системы и композиционного физического практикума как средство формирования у студентов творческих и адаптивных способностей, представлений о сущности рассматриваемых явлений и прогнозирования их развития, может быть реализована благодаря:

• применению компьютерных визуализированных моделей,

• приобретаемым навыкам и умениям совершенствования программных средств ИТ,

• решению учебно-научных и практических нестандартных задач, включающих систему заданий профессионально-ориентированного характера к самостоятельным и проектным работам.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялось: • в процессе выступлений на Международных конференциях «Современный физический практикум» СФП - 92, 94, 04, 06 (Москва, 1992, 1994, 2004, Волгоград, 2006); «International conference of engineering education» (Moscow, 1995); «Физическое образование в XXI веке» (Москва, МГУ, 2000); «Элитное техническое образование»

Москва, 2003); «Социально - культурные и психолого-педагогические проблемы и перспективы развития современного профессионального образования в России (Пенза, 2004); «Физика в системе современного образования ФССО» (СПб, 2005, 2007); «Информационные технологии в образовании, технике и медицине» (Волгоград, 2004, 2006); «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI века в техническом университете» (СПб., 2004); «Современные технологии обучения (СПб., 2003, 2004, 2006); «Высокие интеллектуальные технологии и генерация знаний в образовании и науке» (СПб, 2005); на IV и V Международных научно-методических конференциях (МПГУ, Москва, 2006, 2007);

• презентации научно-методических разработок на международной выставке в Германии (Ганновер, 2004, 2006);

• во время выступлений на совещании заведующих кафедрами физики технических университетов России (Москва, 2003, 2005); на выездном заседании Президиума методического Совета по физике Зоны Сибирского региона (Томск, октябрь, 2004, Новосибирск, май 2006); на ежегодных Международных научно-методических конференциях Томского политехнического университета (ТПУ) (ежегодно с 1986 по 2006).

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание диссертации отражено в 78 работах объемом 99,1 авторских печатных листов, из которых 22 работы автора опубликованы в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Ниже приведены наиболее существенные из них.

Монографии и учебно-методические работы

1. Ларионов, В.В. Проектирование и реализация технологии проблемно-ориентированного обучения физике [Текст]. Монография /В.В. Ларионов. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2006- 282 с. (16 п.л.). - [Сайт интернета] http://www.lib.tpu.ru /ШШех1/т/2006/ ш18.pdf.

2. Ларионов, В.В. Методологические основы проблемно-ориентированного обучения физике в техническом университете [Текст]. Монография / В.В. Ларионов. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2007.- 240 с. (15 п.л.).

3. Чернов, И.П. Физический практикум. 4.1. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. [Текст]: Учебное пособие / И.П. Чернов, В.В. Ларионов, В.И. Веретельник. -Томск. Изд-во Том. у-нта. 2004. — 212 с. (11,5 п.л., авторских 60%) - Гриф Минобразования РФ для технических университетов.

4. Чернов, И.П. Физика. Сборник задач. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика [Текст]: Учебное пособие / И.П. Чернов, В.В. Ларионов, Ю.И. Тюрин. - М.: Высшая школа. - 2007. - 410 с. (25 п.л., авторских 40%) - Гриф Минобразования РФ для технических университетов.

5. Тюрин, Ю.И. Физика. Сборник задач (с решениями). 4.II: Электричество и магнетизм [Текст]: Учебное пособие / Ю.И.Тюрин, В.В. Ларионов, И.П. Чернов. — Томск. Изд-во Том. у-нта, 2004. - 448 с.(28,0 п.л., авторских 40%) - Гриф Минобразования РФ.

6. Ларионов, В.В. Физический практикум. Часть 2. Электричество и магнетизм. Колебания и волны. [Текст]: Учебное пособие / В.В. Ларионов, В.И. Веретельник, Ю.И. Тюрин, И.П. Чернов- Томск. Изд-во Том. у-нта, 2004. - 255 с. (16 п.л., авторских 40%) - Гриф Минобразования РФ для технических университетов; сайт библиотеки ТПУ -www.lib.tpu.ru/fulltext2/m2005/mk53.pdf.

7. Ларионов, В.В. Физический практикум. Ч.З: Оптика. Атомная и ядерная физика. [Текст]: Учебное пособие / В.В. Ларионов, В.И. Веретельник, Ю.И. Тюрин, И.П. Чернов. -Томск: Изд-во Том. ун-та, 2005.-218 с. (13,6 п.л., авторских 50%).

8. Тюрин, Ю.И. Физика. Сборник задач. Ч.Ш: Оптика. Атомная и ядерная физика [Текст]: Учебное пособие / Ю.И. Тюрин, В.В. Ларионов, И.П. Чернов. - Томск. - Изд-во Том. унта, 2005.-256 с. (16,5 п.л., авторских 28%).

9.3еличенко, В.М. Физика в задачах [Текст]: Учебное пособие. Ч.З. Электростатика. Постоянный ток / В.М. Зеличенко, В.В. Ларионов, В.И. Шишковский, - Томск: ТГПУ, 2006. - 212 с. Рекомендовано УМО по специальностям педагогического образования для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 032200 -Физика (12 п.л., авторских 70%).

Статьи в рецензируемых журналах ВАК

10. Ларионов, В.В. Проблемно-ориентированное обучение: управление и психология [Текст] / В.В. Ларионов // Высшее образование в России. - 2005 - № 7.- С.156-159. 0.3 п.л.

11. Ларионов, В.В. Определение концентрации водорода в металлах на классическом приборе Гофмана [Текст] /В.В. Ларионов, A.M. Лидер, И.П. Чернов // Физическое образование в вузах. - 2003 . - Т. 9. - № 2. - С. 91-95. 0.32 п.л. (авторских 60%).

12. Чернов, И.П. Об эффекте Джоуля-Томсона при радиационном стимулировании выхода водорода из металлов [Текст] / И.П. Чернов, В.В. Ларионов // Физическое образование в вузах . - 2003. - Т. 9. - № 2. - С. 54-58. 0.32 п.л. (авторских 70%).

13. Ларионов, В.В. Лабораторная работа «Определение длины волны и частоты СВЧ генератора с помощью системы Лехера» [Текст] / В.В. Ларионов, Г.В. Гаранин // Физическое образование в вузах -2004. - Т. 11. -№ 1. - С. 54-58. 0.32 п.л. (авт. 70%).

14. Ларионов, В.В., Гаранин Г.В., Чернов И.П. Компьютеризированная лабораторная работа по физике «Прецизионное измерение тепловой энергии проточным калориметром» технологии [Текст] / В.В. Ларионов, Г.В. Гаранин, И.П. Чернов // Физическое образование в вузах .- 2004. - Т. 10. - № 1. - С. 103-107. 0.32 п.л. (авторских 60%).

15. Ларионов, В.В Особенности методического обеспечения преподавания физики в системе открытого образования в области техники и технологии [Текст] /В.В. Ларионов // Открытое образование -2004. - № 4. - С. 15-20. 0.4. п.л.

16. Чернов, И.П. Компьютеризированные лабораторные работы по физике на базе графической программной технологии. [Текст] / И.П. Чернов, C.B. Муравьев, В.В. Ларионов и др. // Физическое образование в вузах. - 2002. - Т. 8. - № 1. - С. 78 -85. (авторских 60%).

П.Ларионов, В.В. Основные закономерности проектно-ориентированного обучения физике в техническом университете [Текст] /В.В. Ларионов // Известия Томского политехнического университета. Т. 307. -№ 1.-2004. - С. 185 - 188. 0.3 п.л.

18. Ларионов, В.В. Натурно-виртуальный физический практикум для проблемно-ориентированного и элитного обучения [Текст] / В.В. Ларионов // Известия Томского политехнического ун-та. Т. 307. - № 3. - 2004. - С. 180-184. 0.3. п.л.

19. Ларионов, В.В. Концептуальные аспекты проблемно-ориентированного обучения в курсе физики технического университета [Текст] / В.В. Ларионов, И.П. Чернов // Физическое образование в вузах. - 2005. - Т.11. - № 1. - С. 29-36. 0.45 п.л. (авторских 80%).

20. Ларионов, В.В. Использование ядерного реактора и ускорителей заряженных частиц в социальной сфере [Текст] / В.В. Ларионов, B.C. Скуридин // Физическое образование в вузах. - 2005. - Т.11. -№ 1. - С. 29-36. 0.5 п.л. (авторских 70%).

21. Ларионов, В.В. Экспериментальное обеспечение курса физики при проблемно-ориентированном обучении бакалавров и инженеров [Текст] / В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин, И.П. Чернов // Вестник Томского государственного педагогического университета.- 2004. -№ 6(43) - С.95-99. 0.32 п.л. (авторских 60%).

22. Ларионов, В.В. Инновационные академические университеты в системе открытого образования: дидактические проблемы физического практикума [Текст] / В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин // Открытое образование. - 2005. - № 3. - С. 4-10. 0.45 п.л. (авторских 70%).

23. Ларионов, В.В. Теория и практика проблемно-ориентированного изучения физики: новые педагогические технологии в физическом практикуме технических университетов [Текст] / В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т.308. - № 3. - С. 225-231. 0.45 п.л. (авторских 70%).

24. Ерофеева, Г.В. Согласование курсов естественнонаучных дисциплин и математики в техническом университете [Текст] / Г.В. Ерофеева, И.П. Чернов, В.В. Ларионов // Физическое образование в вузах. - 2001. - Т. 7. - № 2. - С. 129-134. 0.33 п.л. (авторских 30%).

25. Ларионов, В.В. «Фрактальность» как основной дидактический принцип физического практикума нового поколения [Текст] /В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко // Педагогическая информатика. - 2006. - №1. - С. 32-38 0.45 п.л. (авторских 70%).

26. Ларионов, В.В. Концептуальные аспекты соотношения виртуальных и материальных дидактических средств в методике обучения физике [Текст] /В.В. Ларионов // Вестник ЧГПУ. - 2006. - № 6.1. - С. 71-78. 0.5 п.л.

27. Ларионов, В.В. О новом подходе к принципу наглядности в проблеме соотношения виртуальных и материальных носителей дидактических средств в методике обучения физике [Текст] / В.В. Ларионов, В.М. Зеличенко // Вестник Томского государственного педагогического университета - 2006. - № 6(57) - С. 120-124. 0.35 п.л. (авторских 60%).

28. Писаренко, С.Б. Новая концептуальная модель физического практикума технических университетов [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б Писаренко // Известия Томского политехнического университета. - 2006. — Т.310. - № 6. - С. 225-231. 0.45 п.л. (авторских 65%).

29. Постникова, Е.И. Лекционные занятия по физике в условиях информатизации образования в вузе [Текст] / В.В. Ларионов, Е.И. Постникова // Известия Томского политехнического университета. - 2007. - Т.311. - № 2. - С. 249-253. (поступила в 2006 г.) 0.34 п.л. (авторских 65%).

30. Ларионов, В.В. Методические основы проблемно-ориентированной системы практических занятий в техническом университете [Текст] / В.В. Ларионов, Н.С. Пурышева // Сибирский педагогический журнал. - 2007. -№ 10. - С. 57-70. 0.9 п.л. (авторских 60%).

31. Ларионов, B.B. Лабораторно-проектные работы в системе физического практикума технических университетов [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко, А.М.Лидер // Физическое образование в вузах. -2007. - Т. 13. -№ 2. - С. 69-78. 0.6 п.л. (авторских 70%).

Статьи и тезисы докладов в сборниках трудов и материалах конференций

32. Горячев, Б.В: О законе диффузного отражения излучения рассеивающей средой [Текст] / Б.В. Горячев, В.В. Ларионов, С.Б. Могильницкий, Б.А. Савельев // Оптика и спектроскопия. - 1986. - Т.60, в. 3. - С. 1069-1071. 0.2 п.л. (авторских 50%).

33. Горячев, Б.В. О нарушении принципа взаимности при прохождении излучения через слоисто-неоднородные рассеивающие среды [Текст] / Б.В. Горячев, В.В. Ларионов, С.Б. Могильницкий, Б.А. Савельев // Оптика и спектроскопия. - 1987. - Т.63, в. 4. - С. 944-955. 0.125 п.л. (авторских 50%).

34. Савельев, Б.А.Новый инвариант в задаче о переносе излучения в рассеивающих средах [Текст] / Б.А. Савельев, Б.В. Горячев, В.В. Ларионов и др. // Оптика и спектроскопия.

- 1986. - Т. 59, в. 1. - С. 198-200. 0.125 п.л. (авторских 50%).

35. Горячев, Б.В. К оценке отражательной и поглощательной способностей пространственно ограниченных поглощающих и анизотропно рассеивающих сред [Текст] / Б.В. Горячев, В.В. Ларионов, С.Б. Могильницкий, Б.А. Савельев // Теплофизика высоких температур. - 1988. - № 5. - С. 1030- 1033. - 0.25 п.л. (авторских 50%).

36. Ларионов, В.В. Проектно-ориентированное обучение физике в системе открытого образования [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б.Писаренко // Открытое образование. - 2007. - № 4.

- С. 11-15. 0.35 п.л. (авторских 70%).

37. Зеличенко, В.М. Методологические аспекты изучения нелинейных эффектов в общем курсе физики [Текст] / В.М. Зеличенко, В.В.Ларионов // Известия вузов. Физика. - 2007. -№ 8. - С.62-68. 0.5 п.л. (авторских 65%).

38. Ларионов, В.В. Устройство для демонстрации и измерения параметров стоячих волн в системе Лехера и способ его применения [Текст] / В.В. Ларионов, Ю.И. Тюрин // Патент на изобретение. - № 2275643 от 27.04. 06. - Заявка № 2004138216/28(041557) от 27.12.2004. 0.2 п.л.(авторских 70%).

39. Кутлин, А.П. Изучение плазмы положительного столба тлеющего разряда зондовым методом [Текст] / А.П. Кутлин, В.В. Ларионов, К.Н. Югай Сб. научно-методических статей «Физика» // М.: Высшая школа, 1977. - Вып. 6. - С. 55-58. 0.25 п.л. (авторских 60%).

40. Крахмалев, A.C. Изучение нелинейных эффектов в общем курсе физики: проблемы приборного обеспечения [Текст] / A.C. Крахмалев, В.В. Ларионов. // Сб. научных трудов 2 ой Междунар. науч.- практ. конф. студентов и молодых ученых. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 54-56. 0.2 п.л. (авторских 60%).

41. Ларионов, В.В. Видовое информационное поле в инновационной педагогике: состав,' состав, структура, свойства и применение в тестировании [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко //Инновации в образовании. -2005. -№ 1. - С.55-61. 0.4 п.л. (авторских 60%).

42. Ларионов, В.В: О принципах визуализации и наглядности в теории и методике обучения физике [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко // Физика в школе и вузе: Международный сборник научных статей. - Вып. 4. - СПб.: Изд-во БРАН, 2006: - С.152-158. 0.45 п.л. (авторских 70%).

43. Ларионов, В.В. Виртуальный лабораторный, практикум по физике в рамках flash -технологий [Текст] / В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин // Инженерное образование. - 2004. - № 2. С.130-133.0.25 п.л. (авторских 70%).

44. Ларионов, В.В. Инновационное проектно-ориентированное обучение физике в лабораторном практикуме по механике в технических университетах [Текст] / В.В. Ларионов // Преподавание физики в высшей школе. - М.: МПГУ. - 2006. - № 32. - С.94—102. 0.6 п.л.

45. Ларионов, В.В. Натурно-виртуальные лабораторные работы по физике в техническом университете [Текст] / В.В. Ларионов, В.И. Веретельник, И.П. Чернов //Материалы Между7 нар. конф. «Современный физический практикум». - М: Изд. МФО, 2004.' - С. 98 . 0.08 п.л. (авторских 70%).

46. Ларионов, В.В. Формирование системного мышления на занятиях- физического практикума [Текст] / В.В. Ларионов // Сб.статей Междунар. научно-практ. конф. «Социально- культурные и психолого-педагогические проблемы и персп. Развития современного профессионального образования в России. - СПб.; Тула; Тольятти; Пенза, 2004 - С. 93-95. 0.32 п.л. (авторских 65%)

47. Ларионов, В.В. Особенности компьютерного тестирования по физике студентов обучающихся технике и технологиям [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко // Информационные технологии в образовании, технике и медицине: Материалы Международной конференции. Т.1. Волгоград. ВолгГТУ, 2004. - С. 208-212. 0.25п.л. (авторских 70%).

48. Ларионов, В.В. Инновационный физический практикум технического университета на основе информационных технологий: проблемы формирования и развития [Текст] /В.В. Ларионов // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике. Сб. статей IV Всеросс. научн.-техн. конф. - Пенза, 2004. - С. 113-115.0.15 п.л.

49. Ларионов, В.В. Проблемно-ориентированное обучение физике в системе подготовки бакалавров и инженеров [Текст] / В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин, И.П. Чернов // Бакалавры, техники и технологии: подготовка и трудоустройств: Труды Междун. Симпозиума. - М., 2004 - С. 62-64. 0.2 п.л. (авторских 70%).

50. Ларионов, В.В. Современные требования повышения качества образования и проблемно-ориентированное системно-деятельностное обучение физике [Текст] / В.В. Ларионов, Ю.И.Тюрин, И.П. Чернов // Качество высшего образования и подготовки специалистов к профессиональной деятельности: Труды Междунар. симп. - М.: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 268-272. 0.3 п.л. (авторских 60%).

51. Ларионов, В.В. Дидактические основы современного физического практикума [Текст] / В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин // Физика в системе современного образования (ФССО-05): Тезисы докладов Междунар. конф. ФССО-05. - СПб. - РГПУ, 2005. - С. 76-79. 0.09 п.л. (авторских 70%).

52. Ларионов, В.В. Соотношение компьютерных и реальных экспериментов в лабораторном практикуме по физике [Текст] / В.В. Ларионов, И.П. Чернов, В.И. Веретельник // Труды научно-методической конф.: Образовательные технологии: состояние и перспективы. — Томск: Изд-во ТПУ, 1999. - С. 18-19. 0.09 п.л. (авторских 60%).

53. Чернов, И.П. Компьютеризированные лабораторные работы третьего поколения по физике как основа информационных технологий элитного образования [Текст] / И.П. Чернов, В.В.Ларионов, В.И. Веретельник // Материалы IX Международной конференции: современные технологии обучения «СТО-2003». - С.Петербург, 2003. - С. 193-194. 0.12 п.л. (авторских 50%).

54. Chernov, LP. Conception of fundamental education in a technical University [Text] / I.P.Chernov., G.V. Erofeeva, V.V. Larionov // International UNESCO conference of engineering education, Moscow. - 1995. - P.55 - 56. 0.11 п.л. (авторских 40%)

55. Крючков, Ю.Ю. Фундаментальное образование как основа элитного обучения в техническом вузе [Текст] / Ю.Ю.Крючков, Г.В.Ерофеева, В.В.Ларионов, Л.И.Семкина, Ю.И.Тюрин, И.П.Чернов // Инженерное образование. - 2004. - № 2. - С. 94-97. 0.25 п.л. (авторских 35%).

56. Ерофеева, Г.В. Концепция развития естественнонаучного образования в техническом университете [Текст] / Г.В. Ерофеева, В.В. Ларионов, В.А. Стародубцев, И.П. Чернов // Съезд российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке». Материалы съезда. М.: МГУ, 2000. - С.77. 0.08 п.л. (авторских 40%).

57. Ларионов, В.В. Формы и методы реализации проблемно-ориентированного обучения физике в техническом университете [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко // Современное образование: содержание, технологии, качество: Материалы XII Международной конференции. - СПб. - ЛЭТИ, 2006. - С.42-43. 0.12 п.л. (авторских 60%).

58. Борисов, В.П. Учебно-дидактический комплекс по физике для самостоятельной работы студентов 4.1. и 4.II. [Сайт интернета] / В.П. Борисов, В.В. Ларионов, Э.В. Поздеева, Э.Б. Шошин- http://www.lib.tpu.ru /fulltext/m/2005/ ml8.pdf 2.0 п.л. (авторских 60%).

59. Ларионов, В.В., Писаренко С.Б., Лидер A.M. Лабораторно-проектные работы в системе физического практикума технических университетов [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко, А.М. Лидер // Материалы Междунар. конф. «Современный физический практикум». - М: Изд. МФО, 2004. - С.56-57. 0.09 п.л. (авторских 60%).

60. Ларионов, В.В. Использование среды MACROMEDIA FLASH для обучающего тестирования по физике [Текст] / В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко // Физика в системе инженерного образования России. Тезисы докладов совещания зав. кафедрами физики технических ВУЗов России. М.: Авиаиздат. 2005. - С. 100 -102. 0.18 п.л. (авторских 60%).

61. Ларионов, В.В. Виртуальные дидактические средства физического практикума для организации самостоятельной работы студентов в техническом университете [Текст] /В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко // Материалы V Международной научной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития, ч.П.».- М.: МПГУ, 2006. - С.287-294. 0.5 п.л. (авторских 70%).

62. Ларионов, В.В. Композиционные лабораторные работы в среде проблемно-ориентированного обучения физике для подготовки инновационных инженеров [Текст] / В.В. Ларионов, A.M. Лидер, Е.И. Постникова // Материалы VI Международной научной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», ч.2.».- М.: МПГУ, 2007. - С.66-68. 0.125 п.л. (авторских 70%).

63. Ларионов, В.В. Концептуальная модель проблемно-ориентированного обучения физике в системе подготовки инновационных инженеров [Текст] / В.В. Ларионов, A.M. Лидер, И.П. Чернов // Материалы IX Международной конференции. - СПб.: РГПУ. - С. 249252. 0.15 п.л. (авторских 70%).

64. Зеличенко, В.М. Методологическая роль композиционного физического практикума [Текст] / В.М. Зеличенко, В.В. Ларионов, A.M. Лидер // Материалы IX Международной конференции. - СПб.: РГПУ. - С. 224-227. 0.15 п.л. (авторских 70%).

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

Основные результаты исследования состоят в следующем.

1. Показано, что использование проблемно-ориентированной системы обучения (ПОСО) физике студентов в технических университетах в силу расширения проблемного поля обучения, его построения на междисциплинарной основе, включения в него поисковых и профессионально значимых задач, приближения его содержания к современному уровню научных знаний, использования в учебном процессе методологии физики повышает эффективность обучения. Оптимальное применение методологии физики в ПОСО способствует формированию у студентов профессиональных компетенций, отвечающих целевой ориентации и концепции технического университета.

2. Разработаны концепция и модель системы проблемно-ориентированного обучения физике в технических университетах, в которой информационные технологии выступают системообразующим элементом. Выявлены свойства ПОСО как целостного объекта, позволяющие реализовать интерактивный характер обучения, обеспечить его вариативность, нелинейность, индивидуально-ориентированный способ учебной деятельности, возможность переработки больших объемов различного вида и типа информации, позитивный эффект самостоятельной деятельности студентов по освоению ими универсальных исследовательских умений в процессе выполнения поисковых и проектных разработок.

3. Сформулированы основы проектирования и представления содержания учебного материала, контроля знаний в видеообучающей интерактивной системе (ВОИС) и основанной на использовании дидактически и методологически значимых средств ИКТ, включая мультимедийное программное обеспечение учебного назначения, базы данных, программные средства мониторинга эффективности обучения. Разработанная концепция ВОИС реализована в проблемно-ориентированной системе обучения физике в технических университетах, что дало возможность осуществить индивидуализацию и дифференциацию обучения, обоснованно формировать мини-коллективы для самостоятельной работы, объединить обучение и контроль в единый взаимосвязанный процесс.

4. Введено понятие композиционного физического практикума (КФП), сочетающего как единое целое натурный, виртуальный эксперимент и компьютерное моделирование, в последовательности и пропорциях, отвечающих поисковому исследованию, который может служить основой для создания учебной лаборатории нового поколения, ориентированной на исследовательскую и проектную деятельность студентов технического университета на различных этапах учебного процесса: изучения общего курса физики, выполнения учебно- и научно-исследовательских работ. Создан композиционный физический практикум, включающий 21 лабораторную работу по основным разделам общего курса физики.

5. Предложен новый методический подход к организации образовательного процесса, основанный на создании и объединении ВОИС и КФП, и направленный на обеспечение индивидуальной (в т.ч. автономной) и групповой самостоятельной деятельности студентов по решению учебно - и научно-исследовательских проблем в техническом университете на основе создания адекватного поставленным целям программно-методического комплекса. Выбранная концепция реализована в электронном учебно-методическом комплексе по разделу общей физики «Электричество и магнетизм».

6. Показано, что использование ИКТ в проблемно-ориентированной системе обучения открывает дополнительные возможности для освоения основ и методов наукоемких технологий, в том числе гуманитарных технологий, имеющих социальное значение. Дидактическая и методическая значимость средств информационных технологий здесь раскрывается на основе предметного материала, относящегося к применению ядерных технологий и ускорителей в наукоемких технологиях.

7. Показано, что использование системы ПОСО физике является катализатором инновационных процессов в обучении и средством повышения уровня творческих и адаптационных способностей студентов, развития у них умений совершенствования программного обеспечения предметного, операционного и поисково-исследовательского уровней учебной деятельности, направленного на решение актуальных задач науки и практики в будущей инженерной деятельности.

8. Проведен педагогический эксперимент, в результате которого доказана эффективность использования проблемно-ориентированной системы обучения физике студентов в технических университетах, проявляющаяся в повышении уровня фундаментальной подготовки студентов и их готовности к самостоятельной творческой деятельности.

Проведенное исследование открывает новые перспективы в развитие теории и методики обучения физики в технических университетах: в совершенствовании методологического обеспечения курса физики технического университета, создание физического практикума нового поколения, видеообучающей интерактивной системы, что важно при разработке ГОС ВПО нового поколения, способствует решению проблемы подготовки педагогических кадров, способных грамотно и квалифицированно осуществлять проектирование мультимедийных лабораторных работ, объединению усилий научно-производственных фирм, работающих в данном направлении. Отдельные результаты исследования, касающиеся положения о композиционном физическом эксперименте, видеообучающей интерактивной системе, могут быть полезны при обучении физике в средней школе.

Сопоставление итогов проведенного исследования с целями и задачами позволяет утверждать, что диссертационное исследование можно считать завершенным, а ресурсы и потенциал педагогической науки позволят в дальнейшем спроектировать усовершенствованные технологии обучения физике в технических университетах, чему в немалой степени могут способствовать представленные результаты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ВЫВОДЫ

Список литературы диссертации автор научной работы: доктора педагогических наук, Ларионов, Виталий Васильевич, Томск

1. Абушкин, А.Х. Некоторые психолого-педагогические вопросы организации проблемного обучения Текст.: Межвуз. сб. науч. ст. / А.Х. Абушкин // Организация проблемного обучения в школе и вузе. - Саранск, 1999. - С. 71-74.

2. Аветисян, Д.Д. Программно-технологический комплекс TeachPro для создания электронных учебников Текст. / Д.Д. Аветисян // Открытое образование. -2001.- №4.-С. 26-29.

3. Агапова, Е.М. Отражение представлений современной физики в лабораторном практикуме Текст. / Е.М. Агапова, И.Н. Арсентьев, H.H. Безрядин и др. // Физическое образование в вузах. 2002. - Т. 8, № 3. - С. 33—41.

4. Агранович, Б.Л. Инновационное инженерное образование Текст. / Б.Л. Агранович, А.И. Чучалин, М.А. Соловьев // Инженерное образование. — 2003. № 1. — С. 11-14.

5. Айвазян, С.А., Мхитарян И.С. Прикладная статистика и основы эконометрики Текст. / С.А. Айвазян, И.С. Мхитарян. М.: ЮНИТИ, 1998. - 1022 с.

6. Айзенцон, А.Е. Курс физики: Учебное пособие для втузов (федеральная программа книгоиздания) Текст. / А.Е. Айзенцон. М.: Высшая школа, 1996. - 324 с.

7. Александров, H.A. Электронные лабораторные работы по курсу общей физики для студентов технических вузов Текст. / H.A. Александров, Д.О. Жуков, Г.Н. Щукина и др. // Физическое образование в вузах. 2002. - Т.8, № 1. - С. 96108.

8. Алешкевич, В.А. Автоколебания в курсе общей физики Текст. / В.А. Алешкевич, В.М. Ахметьев // Физическое образование в вузах. 2002. - Т.8, № 3. -С. 7-13.

9. Алексеев, А.Н. Разработка многоуровневой системы тестовых заданий по курсу «Общая физика» Текст. / А.Н. Алексеев, Н.И. Волков, Т.А. Майорова // Открытое образование. 2004. - № 3. - С. 44-45.

10. Алексеев, Н.Г. Логико-психологический анализ научного творчества и проблемное обучение Текст. / Н.Г. Алексеев, Э.Г. Юдин // Проблемы научного и технического творчества: Материалы симпозиума. М.: МГУ, 1967. - С. 69-71.

11. Альтшуллер, Г.С. Творчество как точная наука: теория решения изобретательских задач Текст. Г.С. Альтшуллер /. М.: Сов. радио, 1979. - 175 с.

12. Андреев, В.И. Педагогический мониторинг качества воспитания студентов в контексте саморазвития конкурентоспособной личности Текст. / В.И. Андреев // Известия Российской академии образования. 2003. -№ 1. - С. 90-95.

13. Андреев, В.И. Физический эксперимент учащихся в условиях эвристического программирования учения Текст. / В.И. Андреев. Казань: Изд-во КГПИ, 1976. -144 с.

14. Андреев, В.Н. Психологические аспекты представления информации на экране дисплея в автоматизированных обучающих системах Текст. / В.Н. Андреев. -М.: Педагогика, 1999. 126 с.

15. Анисимов, Н.М. Теоретические и экспериментальные основы технологии обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук / Н.М. Анисимов. М., 1998. - 40 с.

16. Анисимов, Н.М. Обучение студентов решению инновационных задач Текст. / Н.М. Анисимов // Педагогика. 1998. - № 4. - С. 59-62.

17. Анищенко, Н.Г. Компьютерный практикум по электромагнетизму Текст. / Н.Г. Анищенко, H.A. Блинов, И.М. Граменицкий и др. // Физическое образование в вузах. 2002.- Т. 8, № 3. - С. 75-84.

18. Архангельский, С.И. Учебный процесс в высшей школе: его закономерные основы и методы Текст. / С.И. Архангельский. М.: Высшая школа, 1980. - 368 с.

19. Артамонов, М.Ф., Эксперимент с компьютерной поддержкой Текст.: учебное пособие / М.Ф. Артамонов, О.О. Глазунов, В.И. Красов В.И. и др. Иркутск, Изд-во ИрГУ, 2000. - 64 с.

20. Арнхейм, Р. Визуальное мышление: хрестоматия Текст. /Р. Арнхейм. -М.: Изд-во МГУ, 1981.-С. 97-107.

21. Батракова, С.Н. Педагогический процесс как явление культуры (методологические проблемы) Текст. / С.Н. Батракова. Ярославль, 2003.-228 с.

22. Баженова, И.А. Развитие контрольно-оценочных умений учащихся в процессе обучения физике Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук. Екатеринбург, 2000. - 19 с.

23. Белова, З.С. Визуализация теоретического знания как познавательный метод Текст.: автореф. дис. . д-ра философских наук. М., 2000. - 36 с.

24. Безрядин, H.H. Компьютерное моделирование в лабораторном • практикуме по физике твердого тела Текст. / H.H. Безрядин, Г.М. Щевелева, Ю.В. Сыноров, Т.В. Прокопова // Физическое образование в вузах. 1999. - Т. 5, № 4. - С. 102-117.

25. Беляева, Л.И. Педагогическая деятельность как категория педагогики и образования Текст. / Л.И. Беляева. -Екатеринбург, 1995. 320 с.

26. Берулава, М.Н. Теоретические основы интеграции образования Текст. / М.Н. Берулава. -М.: Совершенство, 1998. 192 с.

27. Богоявленская, Д.Б. Психология творческих способностей: Учебное пособие для студентов Текст. / Д.Б. Богоявленская. М.: Изд. центр «Академия», 2002. - С. 40-41.

28. Бондырева, С.К. Толерантность (введение в проблему) Текст. / С.К. Бондырева, Д.В. Колесов. -М.: НПО НОДЭК, 2003. 240 с.

29. Бордовский, В.А. Методы педагогических исследований инновационных процессов в школе и вузе Текст. / В.А. Бордовский. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2001.- 169 с.

30. Бордовский, Г.А. Управление качеством образовательного процесса Текст. / Г.А. Бордовский, A.A. Нестеров, С.Ю. Трапицын. СПб.: Изд-во РГП им. А.И. Герцена, 2001.-352 с.

31. Беспалько, В.П. Основы теории педагогических систем: Проблемы и методы психолого-педагогического обеспечения технических обучающих систем Текст. / В.П. Беспалько. Воронеж: Изд-во Воронежского университета, 1977. -304 с.

32. Брунер, Д. Культура образования Текст. / Д. Брунер; Моск. высш. шк. соц. и экономических наук. М.: Просвещение, 2006. - 213 с.

33. Бондаревская, Е.В. Нравственное воспитание учащихся в условиях реализации школьной реформы Текст.: Учебное пособие / Е.В. Бондаревская -Ростов н/Д: РГПИ, 1986. 120 с.

34. Болонская декларация Сайт Интернета.: http://www.spbu.ru-/news/ edusem/bol-dec.ru.

35. Ботаки, A.A. Основы физики Текст.: Учебное пособие / A.A. Ботаки, B.J1. Ульянов, В.В. Ларионов, Э.В. Поздеева. Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - 103 с.

36. Бубликов, С. В. Методологические основы вариативного построения содержания обучения физике в средней школе Текст.: дис. . д-ра пед. наук / Сергей Викторович Бубликов. СПб., 2000. - 407 с. (23.11.00/ 20.04.01, пр. № 18Д/46), библиография: С.372- 394.

37. Бубликов, C.B. Методологические основы решения задач по физике в средней школе Текст.: Учебное пособие / C.B. Бубликов, A.C. Кондратьев. СПб.: Образование, 1996. - 80 с.

38. Бутиков, Е.И.Физика в примерах и задачах Текст.: / Е.И. Бутиков, A.A. Быков, A.C. Кондратьев. -М.; СПб., 1999. 134 с.

39. Буч, Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++Текст./ Г. Буч. М.: Бином; СПб.: Невский диа-кг, 1998. - 560 с.

40. Брушлинский, A.B. Гуманистические проблемы психологической теории Текст. / A.B. Брушлинский. М.: Наука, 1995. - 213 с.

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

42. Веретельник, В.И. Измерение и исследование магнитных полей с помощью измерительной катушки Текст. / В.И. Веретельник, В.В. Ларионов, В.П. Борисов // Томский политехнический университет. Томск, 1998. - 10 с. Деп. ВИНИТИ № 3587 В-98 от 07.12.98.

43. Важеевская, Н.Е. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы: Учебное пособие для вузов / Под ред. С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой Текст. / Н.Е. Важеевская, Н.В. Шаронова, С.В. Степанов и др. М.: Академия, 2000.-351 с. ^

44. Волов, В.Т. Системно-кластерная теория и технология повышения качества дистанционного образования в вузе Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. Казань, 2000. - 34 с.

45. Воронин, В.Н. Интеграция эвристического и технологического подходов в проектировании дидактических комплексов в вузе Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. Казань, 1999. - 38 с.

46. Воронин, Ю.А. Соотношение натурного и модельного экспериментов в физическом практикуме Текст. / Воронин Ю.А., P.M. Чудинский, Ю.А. Воронин // Физическое образование в вузах. 2003. - Т.9, № 2. - С. 59-63.

47. Выготский, JI.C. Педагогическая психология / Под ред. В.В. Давыдова Текст. / J1.C. Выготский. М.: Педагогика, 1991.- 479 с.

48. Вопросы практической психодиагностики и психологического консультирования в вузе Текст. / Сборник научных статей. Л.: ЛГУ, 1984. - 117с.

49. Гапоненко, А.Л. Управление знаниями Текст. / А.Л. Гапоненко. М.: ИПК госслужбы, 2001. - 52 с.

50. Гареев, Р.Т. Системы интеллектуальной поддержки развития творческого мышления и инженерных умений в непрерывном креативном профессиональном образовании Текст. / Р.Т. Гареев. М.: МГИУ, 2002. - 120 с.

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

52. Грабарь, М.И. Применение математической статистики в педагогических исследованиях Текст. /М.И. Грабарь, К.А. Краневская. -М.: Педагогика, 1997. -135 с.

53. Гладун, А.Д. Физика как культура моделирования Текст. / А.Д. Гладун // Физическое образование в вузах. 1996. - Т. 2, № 3. - С. 56-60.

54. Голубева, О.Н. Концепции современного естествознания Текст. О.Н. Голубева. М.: Дрофа, 2006. - 256 с.

55. Горячев, Б.В. О нарушении принципа взаимности при прохождении излучения через слоисто-неоднородные рассеивающие среды Текст. / Б.В. Горячев,

56. В.В. Ларионов, С.Б. Могильницкий, Б.А. Савельев // Оптика и спектроскопия. -1987. Т. 63, вып. 4. - С. 944-955.

57. Горячев, Б.В. О законе диффузного отражения излучения рассеивающей средой Текст. / Б.В. Горячев, В.В. Ларионов, С.Б. Могильницкий, Б.А. Савельев // Оптика и спектроскопия. 1986. - Т. 60, вып. 3. - С. 1069-1071.

58. Гордеева, Н.Д.Функциональная структура действия Текст. / Н.Д. Гордеева, В.П. Зинченко. М.: Изд-во МГУ, 1982. - 208 с.

59. Гузеев, В.В. Образовательная технология XXI века. Деятельности. Ценности. Успех Текст. / В.В. Гузеев. М.: Педагогический поиск, 2004. - 96 с.

60. Гулд, X., Компьютерное моделирование в физике: В 2 т. Текст. / X. Гулд, Я. Тобочник. М.: Мир, 1990. - Т. 1. - 96 с.

61. Давыдов, В.В. Теория развивающего обучения Текст. / В.В. Давыдов. М.: Педагогика, 1996.- 361 с.

62. Данильчук, В.И. Теоретические основы гуманитаризации физического образования в средней школе Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук (в форме научного доклада). СПб., 1997. - 50 с.

63. Данюшенков, B.C. Формирование педагогического мышления студентов в курсе дидактики физики Текст. / B.C. Данюшенков // Учебная физика. 2000. - № 5. - С. 44-52.

64. Дик, Ю.И. Проблемы и основные направления школьного физического образования в РФ Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук (в форме научного доклада). М., 1996. - 59 с.

65. Дьюи, Дж. Психология и педагогика мышления Текст. / Д. Дыои; пер с англ. Н.М. Никольский, под ред. Н.Д. Виноградова. -М.: Совершенство, 1997. -203 с.

66. Диксон, Дж. Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решения Текст. / Дж. Диксон. М.: Мир, 1969. - 440 с.

67. Детлаф, A.A. Курс физики. Т.2 Электричество и магнетизм: Учебное пособие для вузов Текст. / A.A. Детлаф, Б.М. Яворский, Л.Б. Милковская. М.: Высшая школа, 1977. - С. 200-202.

68. Дружинин, О.Г., Егоров А.Ф., Капустин Ю.И., Щербаков В.В. Электронный учебник для студентов по химии и химической технологии Текст. / О.Г. Дружинин, А.Ф. Егоров, Ю.И. Капустин, В.В. Щербаков // Открытое образование . 2001. - № 3. -С. 24-30.

69. Дубнищев, Ю.Н. Колебания и волны: Учебное пособие Текст. /. -Новосибирск, 2004. 228 с.

70. Елисеев, В.А. Теоретические основы фундаментальной естественнонаучной подготовки студентов технического вуза в условиях использования информационных технологий Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. Елец, 2007. -37 с.

71. Ерофеева, Г.В. Фундаментальное образование и системный подход Текст. /Г.В. Ерофеева, И.П. Чернов, В.В. Ларионов «Высшее техническое образование: качество и интернационализация // Труды IV Междунар. научн.-практ. конф. -Томск: ТПУ, 2000. С. 105-106.

72. Ерофеева, Г.В. Курс современного естествознания: Учебное пособие Текст. / Г.В. Ерофеева, В.В. Ларионов, И.П. Чернов.- Томск: ТПУ, 1999. Ч. 1. - 100 с.

73. Ерофеева, Г.В. Обучение физике в техническом университете на основе применения информационных технологий Текст.: дисс. соиск. уч. ст. д-ра пед. наук. Томск, 2006. - 322 с. (15.05.06/ 28.07.06)

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

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

76. Задков, В.Н. Компьютер в эксперименте: архитектура и программные средства автоматизации: Учебное пособие Текст. / В.Н. Задков, Ю.В. Пономарев. -М.: Наука, 1988.-376 с.

77. Закон (федеральный) «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» Сайт Интернета. http:// www.psu.ru/general/o/zakon;www.etel.ruzakon/z5201 .htm

78. Зверев, И.Д. Межпредметные связи в процессе обучения Текст. / И.Д. Зверев. М.: Просвещение, 1981. - 96 с.

79. Зеличенко, В.М. Физическая лаборатория. Механика. Ч. 1 Текст. / В.М. Зеличенко, Д.А. Лазарев, Ю.Б. Янкелевич Б.Ю. и др. - Томск: Том. пед. ун-т, 1997. -54 с.

80. Зеличенко, В.М. Методологические аспекты изучения нелинейных эффектов общем курсе физики Текст. / В.М. Зеличенко, В.В.Ларионов // Известия вузов. Физика. 2007. - № 8. - С. 62-68.

81. Зиновкина, М.М. Креативное инженерное образование. Теория и инновационные креативные педагогические технологии Текст. / М.М. Зиновкина. -М., 2003. 142 с.

82. Зиновкина, М.М. Применение блок-схем алгоритмов проблемных ситуаций для активного обучения студентов (теоретические основы) Текст. / М.М. Зиновкина. -М., 1987.-26 с.

83. Зиновкина, М.М. Креативная педагогическая система непрерывного формирования системного мышления и развития творческих способностей учащихся во всех звеньях образования Текст. / М.М. Зиновкина // Креативная педагогика. М., 1998.-С. 20-27.

84. Зорина, Л.Я. Дидактические основы формирования системности знаний старшеклассников Текст. / Л.Я. Зорина. М.: Педагогика, 1978. - 126 с.

85. Зубков, В.Г. Комплекс компьютерных лабораторных работ по физике Текст. / В.Г. Зубков, A.B. Мерзляков, М.В. Мостовщиков // Физическое образование в вузах. 2002. - Т. 8, № 3. - С. 85-92.

86. Игнатова, В.А. Педагогические аспекты синергетики Текст. / В.А. Игнатова // Педагогика. 2001. - №8. - С. 26-31.

87. Казакевич, B.C. Система виртуальной и реальной лабораторий для физического практикума Текст. / B.C. Казакевич, С.П. Котова, А.Л. Петров и др. // Известия Самарского научного центра. 2000. - Т. 2, №1. - С. 48-52.

88. Каменецкий, С.Е. Лабораторный практикум по теории и методике обучения физике: Учебное пособие для студ. высш. пед. учеб. Заведений Текст. /С.Е. Каменецкий, Д.А. Исаев, Е.Б. Петрова, C.B. Степанов. М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 304 с.

89. Капица, С.П. Синергетика и прогнозы будущего Текст. / С.П. Капица, С.П. Курдюшов, Г.Г. Малинецкий. М.: Едиториал УРСС, 2003. - С. 117-205.

90. Капица, П.JI. Эксперимент. Теория. Практика Текст. / П.Л. Капица. М.: Наука, 1977.-351 с.

91. Калошина, И.П. Психология творческой деятельности Текст. / И.П. Калошина. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003 - 431 с.

92. Калошина, И.П. Проблемы формирования технического мышления Текст. / И.П. Калошина. Изд. МГУ, 1974. 184 с.

93. Кикоин, А.К., Кикоин И.К. Общий курс физики. Молекулярная физика. -2-е изд. Текст. / А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. М.: Наука, - 1976. - 480 с.

94. Кириллин, В.А. Страницы истории науки и техники Текст. / В.А. Кириллин. М.: Наука, 1989. - 493 с.

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

96. Ковалевская, Е.В. Генезис и современное состояние проблемного обучения (общепедагогический анализ применительно к методике преподавания иностранных языков) Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. М., 2000. - 40 с.

97. Кондратьев, A.C. Вопросы теории и практики обучения физике на основе новых информационных технологий: Учебное пособие. Текст. / А.С.Кондратьев, В.В. Лаптев, А.И. Ходанович. СПб.: Изд-во РГПУ, 2001.- 96 с.

98. Кондратьев, A.C. Физические задачи и индивидуальные пути образования Текст. / A.C. Кондратьев, В.В. Лаптев, С.Ю.Трофимова. СПб.: Образование, 1996. -87 с.

99. Кондратьев, A.C. Современные технологии обучения физике: Учебное пособие Текст. / А.С.Кондратьев, H.A. Прияткин. СПб: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2006. - 342 с.

100. Козел, С.М., Тихомиров Ю.В. Виртуальный практикум по физике:/\\^у\у.р11у81соп.ги/; Виртуальная физика // Сайт Интернета. http://stratum.ac.ru/rus/products/vphysics/

101. Колин, К.К. Стратегические приоритеты образования Текст. / К.К. Колин // Открытое образование. 2001. - № 5. - С. 6-12.

102. Краевский, B.B. Педагогика. Учебник для высш. пед. заведений Текст. / В.В. Краевский, А.Ф. Меняев, П.И. Пидкасистый. М.: Педагогическое об-во России. - 2002. - 604 с.

103. Крутецкий, В.А. Основы педагогической психологии Текст. / В.А. Крутецкий. М.: Просвещение, 1972. - 253 с.

104. Карпинчик, П.И. Деятельностный подход к проектированию учебного процесса (на примере обучения физике) Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. -М., 1998.-40 с.

105. Корявов, В.П. Маятник для исследования нелинейных колебаний Текст. / В.П. Корявов // Физическое образование в вузах. 2003. - Т. 9, № 3. - С. 62-68.

106. Креативная педагогика: методология, теория, практика / Под ред. Ю.Г. Круглова Текст. /. М.: МГПОУ им. М.А. Шолохова; изд. центр «Альфа», 2002. 240 с.

107. Крохин, О.Н. Интервью Текст. / О.Н. Крохин // Физическое образование в вузах. 2004. - Т. 10, № 3. - С. 5.

108. Кудрявцев, Т.В. Психология технического мышления Текст.: Автореф. дис. д-ра психол. наук. М., 1971. - 31 с.

109. Кудрявцев, Т.В. Развитие технического мышления учащихся Текст. / Т.В. Кудрявцев, И.С. Якиманская. М.: Высшая школа, 1964. - 94 с.

110. Кузнецов, С.П. Нелинейная физика Сайт Интернета.: http://spkuz.narod.ru/neko.htm

111. Кутлин, А.П. Изучение электрон-ионной рекомбинации и диссоциации С02 в плазме импульсного диффузного разряда, инициируемого УФ-подсветкой Текст. / А.П. Кутлин, В.В. Ларионов, К.Н. Югай, A.M. Ярош // ЖТФ. Т. 49, вып. 4. - С. 1237-1242.

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

113. Ланина, И.Я. Методика формирования познавательного интереса учащихся при обучении физике Текст.: автореф. дисс. . д-ра пед. наук. Л., 1984. - 39 с.

114. Ланкина, М.П. Системно-деятельностная метамодель обучения студентов физического факультета в классическом университете Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. Челябинск, 2005. - 42 с.

115. Леонтьев, А.Н. Инженерная психология Текст. / по Г.М. Андреева Мир психологии. 199. - № 1. С. 4-11.

116. Лаптев, В.В. Методическая система фундаментальной подготовки в области информатики: теория и практика многоуровневого педагогического университетского образования Текст. / В.В. Лаптев, М.В. Швецкий. СПб.: Изд. СпбГУ, 2000. - 508 с.

117. Ларионов, В.В. Исследование плазмы положительного столба тлеющего разряда Текст. / В.В. Ларионов, А.П. Кутлин // Известия вузов СССР. Физика. -1981. -№ 10. -С. 112.

118. Ларионов, В.В. Основные закономерности проектно- ориентированного обучения физике в техническом университете Текст. /В.В. Ларионов // Известия Томского политехнического ун-та. 2004. - Т. 307, № 1. - С. 185-188.

119. Ларионов, В.В. Натурно-виртуальный физический практикум для проблемно-ориентированного и элитного обучения Текст. /В.В. Ларионов //Известия Томского политехнического ун-та. 2004. - Т. 307, № 6. - С. 180-184.

120. Ларионов, В.В. Определение концентрации водорода в металлах на классическом приборе Гофмана Текст. /В.В. Ларионов, A.M. Лидер, И.П. Чернов // Физическое образование в вузах. 2003. - Т. 9, № 2. - С. 91-95.

121. Ларионов, В.В. Концептуальные аспекты проблемно-ориентированного обучения в курсе физики технического университета Текст. / В.В. Ларионов, И.П. Чернов // Физическое образование в вузах. 2005. - Т. 11, № 1. - С. 29-36.

122. Ларионов, В.В. Особенности методического обеспечения преподавания физики в системе открытого образования в области техники и технологии Текст. / В.В. Ларионов // Открытое образование. 2004. - №> 4. - С. 15-20.

123. Ларионов, B.B. Компьютеризированная лабораторная работа по физике «Прецизионное измерение тепловой энергии проточным калориметром» Текст. /

124. B.В. Ларионов, Г.В. Гаранин, И.П. Чернов //Физическое образование в вузах. 2004. -Т. 10, № 1.-С. 103-106.

125. Ларионов, В.В. Проблемно-ориентированное обучение: «управление и психология» Текст. / В.В. Ларионов // Высшее образование в России. 2005. -№7.1. C. 156-159.

126. Ларионов, В.В. Использование ядерного реактора и ускорителей заряженных частиц в социальной сфере Текст. / В.В. Ларионов, B.C. Скуридин // Физическое образование в вузах. 2005. - Т. 11. - № 2. - С. 29-36.

127. Ларионов, В.В. Физический практикум. Ч. 2. Электричество и магнетизм: Учебное пособие (гриф Минобрнауки РФ) Текст. / В.В. Ларионов, В.И. Веретельник, Ю.И. Тюрин, И.П. Чернов. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. - 248 с.

128. Ларионов, В.В. Виртуальный лабораторный практикум по физике в рамках flash-технологий Текст. /В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин // Инженерное образование. -2004.-№2.-С. 130-133.

129. Ларионов, В.В. Лабораторная работа «Определение длины волны и частоты СВЧ генератора с помощью системы Лехера» (4.1) Текст. /В.В. Ларионов, Г.В. Гаранин // Физическое образование в вузах. 2004. - Т. 10, № 3. - С. 68-72.

130. Ларионов, В.В. Методологические основы проблемно-ориентированного обучения физике в техническом университете Текст. Монография. / В.В. Ларионов-Томск: Изд.Том. ун-та, 2007. 240 с.

131. Ларионов, В.В. Физический практикум. Ч.З. Оптика. Атомная и ядерная физика. Учебное пособие (гриф Минобрнауки РФ) Текст. / В.В. Ларионов, В.И. Веретельник, Ю.И. Тюрин, И.П. Чернов. - Томск: Изд-во ТГУ, 2005. - 217 с.

132. Ларионов, В.В. Экспериментальное обеспечение курса физики при проблемно-ориентированном обучении бакалавров и инженеров Текст. / В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин, И.П. Чернов // Вестник Томского пед. ун-та. 2004. - № 6 (43).-С. 59-65.

133. Ларионов, В.В. Особенности управления знаниями при подготовке бакалавров Текст. / В.В. Ларионов, Г.В. Ерофеева, Ю.И.Тюрин // Бакалавры техники и технологии: подготовка и трудоустройство: Труды Междунар. симпозиума. М., 2004. - С. 92-94.

134. Ларионов, В.В.Физический практикум: Учебное пособие Текст. / В.В. Ларионов Л.Т. Мурашко, М.С. Иванкина. Томск: Изд-во ТПУ, 1995.-96 с.

135. Ларионов, В.В. Видовое информационное поле в инновационной педагогике: состав, структура, свойства и применение в тестировании Текст. /В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко // Инновации в образовании. 2005. - №1. - С. 55-62 .

136. Ларионов, В.В. Инновационные академические университеты в системе открытого образования: дидактические проблемы физического практикума Текст. / В.В. Ларионов, Д.В. Пичугин // Открытое образование. 2005. - №3. - С. 4-10.

137. Ларионов, В.В. Фрактальность как основной дидактический принцип физического практикума нового поколения Текст. /В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко // Педагогическая информатика. 2006. - №1. - С. 32-38.

138. Ларионов, В.В. Проектирование и реализация технологии проблемно-ориентированного обучения физике. Монография Текст. / В.В. Ларионов. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2006. - 282 с.

139. Ларионов, В.В. Методические основы проблемно-ориентированной системы практических занятий в техническом университете Текст. /В.В. Ларионов, Н.С. Пурышева // Сибирский педагогический журнал. 2007. -№ 10. - С. 57-70.

140. Леднев, B.C. Научное образование: Развитие способностей к научному творчеству Текст. / B.C. Леднев. 2-е изд., исп. - М.: МГАУ, 2002. - 119 с.

141. Лернер, И.Я. Дидактические основы методов обучения Текст. / И.Я. Лернер. -М.: Педагогика, 1986. 181 с.

142. Леонтьев, А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. Текст. / А.Н. Леонтьев. М.: Политиздат. 1977. 304 с.

143. Лихолетов, В.В. Технология творчества: теоретические основы, моделирование, практика реализации в профессиональном образовании Текст. / В.В. Лихолетов. Челябинск, 2001. - 130 с.

144. Левина, М.М. Технологии профессионального педагогического образования: Учебное пособ. для пед. вузов Текст. / М.М. Левина. М.: Академия, 2001.-270 с.

145. Ляпцев, A.B., Сергеева И.В. Моделирование процессов со спонтанным нарушением симметрии при изучении курса физики Текст. / A.B. Ляпцев, И.В. Сергеева // Физическое образование в вузах. 2006. - Т. 12, № 1. - С. 88-102.

146. Ляудис, В.Я. Теория,и практика обучения научно-техническому творчеству Текст. /В.Я. Ляудис. -М.: Изд-во МГУ, 1991. 126 с.

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

148. Мартынов, М.С. Решение прикладных задач по физике важный фактор активизации познавательной деятельности обучающихся Текст. / М.С. Мартынов // Физическое образование в вузах. - 2003. - Т. 9, № 2. - С. 39-44.

149. Матвеева, Т.С. Проблемно-поисковая деятельность на наглядно-образной основе как средство развития познавательной активности учащихся Текст.: автореф. дисс. . канд. пед. наук. Чебоксары, 2000. - 19 с.

150. Мамаева, И.А. Методологически направленная система обучения физике в техническом вузе Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. М., 2006. - 38 с.

151. Масленникова, Л.В. Взаимосвязь фундаментальности и профессиональной направленности в подготовке по физике студентов инженерных вузов Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. М., 2001. - 31 с.

152. Матюшкин, A.M. Проблемные ситуации в мышлении и обучении Текст. / A.M. Матюшкин. М.: Педагогика, 1972. - С. 12-47.

153. Матюшкин, A.M. Актуальные проблемы психологии высшей школы Текст. / A.M. Матюшкин. М.: Знание, 1977. - 44 с.

154. Махмутов, М.И. Проблемное обучение: Основные вопросы теории Текст. / М.И. Махмутов. М.: Педагогика, 1975. - 367 с.

155. Машбиц, Е.А. Психологические основы управления учебной деятельностью Текст. / Е.А. Машбиц. Киев: Головное изд-во изд. объединения «Вища школа», 1987.-224 с.

156. Машбиц, Е.А. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения Текст. / Е.А. Машбиц. М.: Педагогика, 1998. - 192 с.

157. Месяц, Г.А. Текст. / Г.А. Месяц, Ю.П. Похолков, А.И. Чучалин и др. // Инновационный университет: интеграция академических ценностей ипредпринимательской культуры: Труды Междунар. симпозиума. Томск: Изд-во ТПУ, 2003.-С. 5-6.

158. Минин, М.Г. Диагностика качества знаний и компьютерные технологии обучения Текст. / М.Г. Минин. Томск: Изд-во Том. гос. пед. ун-та, 2000. - 216 с.

159. Михеев, В.И. Моделирование и методы теории измерений в педагогике Текст. / В.И. Михеев. М.: Педагогика, 1988. - 126 с.

160. Моисеев, В.Б. Инновационные технологии обучения в высшем профессиональном образованииТекст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. М., 2003. -31с.

161. Менчинская, H.A. Проблемы учения и умственного развития школьника: Избранные психологические труды Текст. / H.A. Менчинская. М.: Педагогика, 1989.-224 с.

162. Методические рекомендации по организации индивидуальной работы с учащимися на основе самостоятельного физического эксперимента / Сб. статей. // Научн. ред. Лаптев В.В. Л.: РГПУ, 1991. - 45 с.

163. Молотков, Н.Я. Педагогические основы создания демонстрационного эксперимента при изучении колебательных и волновых процессов Текст.: автореф. дисс. . д-ра пед. наук. -М., 1992. -36 с.

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

165. Монахов, В. М. Аксиоматический подход к проектированию педагогической технологии Текст. / В.М. Монахов // Педагогика. 1997. - № 6. - С. 26-31.

166. Монахова, Г.А. Основы учебного процесса по физике: генезис, концепция, технология Текст. / Г.А. Монахова. М.: Педагогика, 2000. - 256 с.

167. Муравьев, C.B. Новый стиль в измерительном программировании Текст. / C.B. Муравьев, C.B. Токарев // Приборы и системы управления. 1997. - № 10. - С. 40-47.

168. Налимов, В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов Текст. / В.В. Налимов, H.A. Чернова. М.: Наука, 1965. - 340 с.

169. Назаров, А.И. Модель системы открытого образования по физике Текст. / А.И. Назаров, С.Д. Ханин // Открытое образование. 2005. - № 6. - С. 88-92.

170. Назаров, А.И. Информационные и коммуникационные технологии в системе открытого обучения физике в региональном вузе Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. СПб., РГПУ им. Герцена, 2004. - 34 с.

171. Назаров, С.А. Применение мультимедийных технологий при преподавании курса физики Текст. / С.А. Назаров, В.А. Назаров // Современные технологии обучения «СТО-2004»: Матер. X Междунар. конф. Т. 2. - СПб. 2004. -С.174-175.

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

173. Никифоров, Г.Г. Учебник физики для учащихся 9 класса образовательных учреждений. Текст. / Г.Г. Никифоров, В.Г. Разумовский и др. М.: Владос, 2004. -360 с.

174. Николаев, В.И. Дидактические достоинства общего курса физики Текст. / В.И. Николаев // Современный физический практикум: Тезисы докладов VIII Междунар. учебн.-метод. конф. М.: Изд. дом МФО, 2004. - С. 34.

175. Николаев, В.И. Обратные задачи в курсе физики Текст. / В.И. Николаев // Физическое образование в вузах. 1998. - Т. 4, № 4. - С. 107-123.

176. Николаев, В.И. Четыре типовых вопроса по физике Текст. / В.И. Николаев // Физическое образование в вузах. 2004. - Т. 10, № 2. - С. 5-9.

177. Новожилов, Э.Д. Научное исследование (логика, методология, эксперимент): монография Текст. / Э.Д. Новожилов. М.: Изд-во Физико-математической литературы, 2005. - 363 с.

178. Новожилов, Э.Д. О методологии научного педагогического исследования // Технологическая и экономическая подготовка студентов в педагогическом вузе Текст. / Э.Д. Новожилов. М.: Педагогика, 1998. - С. 5-19.

179. Нурминский, И.И. Статистические закономерности формирования знаний и умений учащихся Текст. / И.И. Нурминский, Н.К. Гладышева. М.: Педагогика, 1991.-224 с.

180. Образование и XX век: Информационные и коммуникационные технологии Текст. / Под ред. А.Н. Тихонова. М.: Наука, 1999. -191 с.

181. Открытая физика. Полный интерактивный курс физики на компакт-диске / Под ред. С.М. Козела Компакт-диск. /. М.: ООО «Физикон», 2002 (на компакт-диске).

182. Околелов, О.П. Теория и практика интенсификации процесса обучения в вузе Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. М., 1994. - 32 с.

183. Оконь, В. Введение в общую дидактику / Пер. с польск. Л.Г. Кашкуревича, Н.Г. Горина Текст. / В. Оконь. М.: Высшая школа, 1972. - 382 с.

184. Оспенникова, Е.В. Информационно-образовательная среда и методы обучения Текст. / Е.В. Оспенникова // Школьные технологии. 2002. - № 2. - С. 3143.

185. Павленко, Ю.Г. Нелинейные колебания проводящего шара в неоднородном магнитном поле Текст. / Ю.Г. Павленко, А.И. Бакшеев, А.И. Торопова // Известия вузов. Физика.-2001.-№ 1.-С. 59-64.

186. Певчева, Т.В. Обучение самостоятельной постановке проблемных вопросов и составлению задач как условие развития творческих возможностей учащихся Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук. М., 1995.-24 с.

187. Пейсахов, Н.М. Психологическая служба в вузе Текст. / Н.М. Пейсахов. -Казань: Изд-во КГУ, 1977. 336 с.

188. Перминова, Л.М. Теоретические основы конструирования содержания школьного образования Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. -М., 1995. -40 с.

189. Петрова, Г.А. Единство обучения и воспитания студентов Текст. / Г.А. Петрова. Казань: Изд-во КГУ, 1989. - 160 с.

190. Писаренко, С.Б. Новая концептуальная модель физического практикума технических университетов Текст. / С.Б. Писаренко, В.В. Ларионов // Известия Том. политехнического университета. 2006. - Т. 309, № 6. - С. 225-231.

191. Пидкасистый, П.И. Требования, предъявляемые к обучающимся в вузах Текст. / П.И. Пидкасистый // Педагогика. 2005. - № 3. - С. 47-52.

192. Полат, Е.С. Основные направления развития современных систем образования Текст. /Е.С. Полат //Открытое образование. 2005. - №3. - С. 7177.

193. Половко, A.M. Компьютерные технологии оценивания знаний методами тестирования Текст. / A.M. Половко // Информационные технологии. 2004. - № 8.-С. 46-51.

194. Поляков, П.А. Анализ особенностей существенно нелинейных колебаний на примере компьютерной модели осциллятора Даффинга Текст. / П.А. Поляков, О.П. Поляков // Физическое образование в вузах. 1998. - Т. 4, № 3. - С. 125-127.

195. Портис, А. Физическая лаборатория / Пер. с англ Текст. / А. Портис. М.: Наука, 1972.-320 с.

196. Пономарев, Я.А. Психология творчества: общая, дифференциальная, прикладная Текст. / Я.А. Пономарев, H.H. Семенов, С.Ю. Степанов, С.И. Маслов. -М.: Наука, 1990.-222 с.

197. Половинкин, А.И. Основы инженерного творчества: Учебное пособие для втузов Текст. / А.И. Половинкин. -2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1988.-360 с.

198. Продолжаем создавать термометр. ИР Юниор Элыданского. Обзор изобретений Текст. / Изобретатель и рационализатор. - 2005. - № 1. - С. 22-23.

199. Педагогический энциклопедический словарь Сайт интернета. // http://ww4v.dictionary.fio.ru/;

200. Пиаже, Ж. Роль действия в формировании мышления Текст. / Ж. Пиаже. // Вопросы психологии. 1965. - № 6. - С.33-38.

201. Похолков, Ю.П. Элитное образование в традиционном техническом университете Текст. / Ю.П. Похолков, Д.И. Вайсбурд, П.С. Чубик // Элитное техническое образование: Труды Междунар. конф. в рамках симпозиума. Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - С. 6-8.

202. Поташник, М.М. Качество образования: проблемы и технология управления Текст. /М.М. Поташник. М.: РАО, 2002. - 128 с.

203. Пурышева, Н.С. Дифференцированное обучение физике в средней школе Текст. / Н.С. Пурышева. М.: Прометей, 1993. - 224 с.

204. Разумовский, В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике Текст. / В.Г. Разумовский. М.: Педагогика, 1975. - 164 с.

205. Разумовский, В.Г. Методика преподавания физики в средней школе / Под ред. Перышкина A.B. Текст. / В.Г. Разумовский, А.И. Бугаев, Ю.И. Дик. М.: Просвещение, 1984. - 398 с.

206. Ревинская, О.Г. Методика проектирования и проведения компьютерных лабораторных работ для изучения теоретических моделей явлений и процессов в курсе общей физики технического вуза Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук. -Томск, 2006. 24 с.

207. Решетова, З.А. Системное построение курса общей химии Текст. / З.А. Решетова, Т.А. Сергеева // Вестник высшей школы. 1978. - № 1. - С. 17—23.

208. Решетова, З.А. Психологические основы профессионального обучения Текст. / З.А. Решетова. М.: Высшая школа, 1985. - 144 с.

209. Роберт, И.В. Теоретические основы создания и использования средств информатизации образования Текст.: автореф. дис. д-ра пед. наук. М., 1994. - 38 с.

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

211. Редько, Г.Б. Дидактические основы применения учебного телевидения в обучении физике Текст.: автореф. дис. . д-ра пед. наук. М., 1994. - 38 с.

212. Рубинштейн, С.Л. Основы общей психологии: В 2 т. Текст. / С.Л. Рубинштейн. М.: Педагогика, 1998. - Т. 2 - 163 с.

213. Рубцов, В.В. Логико-психологические основы использования компьютерных учебных средств в процессе обучения Текст. / В.В. Рубцов и др. // Информатика и образование. 1989. -№ 3. - С.3-6.

214. Рудинский, И.Д. Модель статистического оценивания знаний Текст. / И.Д. Рудинский, C.B. Грушецкий // Информационные технологии. 2004. - № 12. - С. 4854.

215. Румбешта, Е.А., Булаева О.В. Разработка технологии проблемно-деятельностного подхода к обучению физике Текст. / Е.А. Румбешта, О.В. Булаева // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2002. - № 2 (36). - С. 57- 63.

216. Савельев, И.В. Курс общей физики. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика Текст. / И.В. Савельев. - М.: Наука, 1978. - С. 184-186.

217. Сафиуллина, И.А. Концепция проблемного обучения М.И. Махмутова как педагогическая система Текст.: автореф. дис. канд. пед. наук. Казань, 2001. 23 с.

218. Селиверстов, A.B. Современные лекционные демонстрации по разделу «Волновая оптика» в курсе общей физики Текст.: автореф. дис. . канд.пед.наук. -М.: МГУ, 2005. 19 с.

219. Сериков, В.В. Личностно-ориентированное образование Текст. / В.В. Сериков // Педагогика. 2000. - № 5. - С. 64-66.

220. Селевко, Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие Текст. / Г.К. Селевко. М.: Народное образование, 1998. - 256 с.

221. Синенко, В.Я. Методика и техника школьного физического эксперимента: Учебное пособие по спецкурсу Текст. / В.Я. Синенко. Новосибирск: НГПИ, 1990. -100 с.

222. Сергиенко, С.К. Практикум по инженерной психологии и эргономике Текст. / С.К.Сергиенко, Ю.Э. Писаренко, В.А. Бодров. М.: Изд-во «Академия», 2003. -400 с.

223. Скаткин, М.Н. Методология и методика педагогических исследований Текст. / M. Н. Скаткин. М.: Педагогика, 1986. - 150 с.

224. Скибицкий, Э.Г. Обобщенная модель процесса обучения Текст. / Э.Г. Скибицкий, А.Г. Шабанов // Инновации в образовании. 2004. - № 1. - С. 61-70.

225. Скуридин, B.C. Патент 2118858 RU.MKH G21G 1/06, 4/08// Заявлено 14.10.94; Опубл. 10.09.98 Текст. / B.C. Скуридин. Бюл. № 25 - 6 с.

226. Сластенин, В.А. Педагогика: Учебное пособие для высш. пед. завед. Текст. / В.А. Сластенин, И.Ф. Исаев, И.Н. Шияков. М.: Педагогика, 2002. - 566 с.

227. Смирнов, С. Болонский процесс: перспективы развития в России Текст. / С. Смирнов // Высшее образование в России. 2004. - № 1. - С. 43-49.

228. Смирнов, A.B. Средства новых информационных технологий в обучении физике Текст. / A.B. Смирнов. М.: Прометей, 1996. - 280 с.

229. Соколова, И.Ю. Качество подготовки специалистов в техническом вузе и технология обучения: Учебное пособие Текст. / И.Ю. Соколова, Г.П. Кабанов. -Красноярск: Изд-во КГТА, 1996. 188 с.

230. Соколова, И.Ю. Психологические основы учебно-педагогической деятельности: Учебное пособие Текст. / И.Ю. Соколова. Томск: Изд. ТПУ, 1992. - 104 с.

231. Соловов, A.B. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: Учебное пособие Текст. /A.B. Соловов. Самара: Изд-во. СГАУ, 1995. - 192 с.

232. Спиридонов, В.Ф. Функциональная организация процесса решения мыслительных задач Текст. / В.Ф. Спиридонов // Первая росс. конф. по когнитивной науке. Тезисы докладов. Казань: КГУ, 2004. - С. 227-228.

233. Станкевич, JI.A. Когнитивные концепции и их использование в технических интеллектуальных системах Текст. / JI.A. Станкевич // Первая рос. конф. по когнитивной науке: Тезисы докладов. Казань: КГУ, 2004. - С. 229-230.

234. Станкевич, Л.П. Проблемы целостности личности. Гносеологический аспект Текст. / Л.П. Станкевич. М.: Высшая школа, 1987. - 134 с.

235. Стародубцев, В.А. Компьютерные и мультимедийные технологии в естественно-научном образовании. Томск: Дельтаплан, 2002. - 224 с.

236. Стародубцев, В.А. Методологическая роль компьютерных практикумов Текст. / В.А. Стародубцев // Инновации в образовании. 2003. - № 2. - С. 26-31.

237. Стародубцев, В.А. Проектирование и реализация комплексов мультимедийных дидактических средств в педагогическом процессе вуза Текст.: автореф. дисс. . д-ра пед. наук. Барнаул, 2004. - 44 с.

238. Степанова, М.А. Деятельностный подход в психологии: путь, пройденный и предстоящий Текст. / М.А. Степанова // Вопросы психологии. -2001.-№1.~ С. 17-24.

239. Ступин, Ю.В. Методы автоматизации физических экспериментов и установок на основе ЭВМ Текст. /Ю.В. Ступин. М.: Энергоатомизд., 1983. - 288 с.

240. Сухо дольский, Г.В. Основы психологической теории деятельности Текст. / Г.В. Суходольский. Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. - С. 29-36.

241. Талызина, Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний Текст. / Н.Ф. Талызина. 2 изд. - М.: МГУ, 1984. - 421 с.

242. Талызина, Н.Ф. Педагогическая психология. 2 изд., стереотип Текст. / Н.Ф. Талызина. - М.: Издательский центр «Академия», 1998. - 288 с.

243. Тарасов, Л.В. Вопросы и задачи по физике Текст. / Л.В. Тарасов. М.: Высшая школа, 1990. - 255 с.

244. Тихомиров, Ю.В. Универсальный лабораторный практикум по курсу физики на основе компьютерных моделей Текст. / Ю.В. Тихомиров // Открытое образование. 2004. -№ 3. - С. 28-38.

245. Тихомирова, Н.В. Проблемы оценки качества электронного образования Текст. / Н.В. Тихомирова // Открытое образование. 2004. - № 1. - С. 27-32.

246. Тихомиров, В.П. Основные принципы построения дистанционного образования в России Текст. / В.П. Тихомиров // Дистанционное образование. -1998. -№ 1.-С. 5-7.

247. Толстик, A.M. Применение компьютерных моделей в физическом практикуме Текст. / A.M. Толстик // Физическое образование в вузах. 2001. - Т. 6, №4. - С. 76-80.

248. Тряпицына, А.П. Культурологический подход как методологическая основа сравнительных исследований проблем образования Текст. / А.П. Тряпицына

249. Известия ВГПУ. Сер. Педагогические науки. Волгоград, 2004. - № 1(6). - С. 105-108.

250. Тряпицына, А.П. Инновационные процессы в образовании Текст. / А.П. Тряпицына // Инновационные процессы в образовании. СПб., 1997. - Т. 2. - С. 3-27.

251. Трифонова, Л.Б. Индивидуализация и дифференциация процесса обучения физике в средней школе Текст. / Л.Б. Трифонова, В.М. Зеличенко // Вестник ТГПУ. 2002. - Вып. 2 (36). - С. 63-69.

252. Тулышбаева, H.H. Решение задач по физике: Психолого-методический аспект Текст. / H.H. Тулысибаева, А.Ф. Фридман, М.А. Драпкин. Челябинск: Факел, 1995.- 119 с.

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

254. Тюрин, Ю.И. Физика. Электричество и магнетизм. Сборник задач (с решениями): Учебное пособие с грифом МО РФ Текст. /Ю.И. Тюрин, В.В. Ларионов, И.П. Чернов. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. - 444 с.

255. Тюрин, Ю.И. Физика. Сборник задач с решениями. Ч. 3. Оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие с грифом Минобрнауки РФ Текст. / Ю.И. Тюрин, В.В. Ларионов, И.П. Чернов. Томск. Изд-во Том ун-та, 2005. - 260 с.

256. Тюрин, Ю.И. Современные проблемы физики: Учебное пособие для магистров Текст. / Ю.И. Тюрин. Томск: ТПУ, 2002.-122 с.

257. Усова, A.B. Формирование исследовательских умений студентов на занятиях по методике физики Текст. / A.B. Усова // Наука и школа. 2002. - № 1. -С.18-20.

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

259. Фельдштейн, Д.И. Психология становления личности Текст. /Д.И. Фельдштейн. М.: Межд. Пед. акад., 1994. - 192

260. Формирование системного мышления в обучении: Учебное пособие для вузов Текст. / Под ред. З.А. Решетовой. М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 344 с.

261. Фоменков С.А. Представление физических знаний в форме физических эффектов для автоматизированных систем обработки информации Текст.: автореф. дис. . д-ра техн. наук. Волгоград: ВолгГТУ, 2000. - 38 с.

262. Фридман, JT.M. Психология в современной школе: Для руководителей и работников образования Текст. / Л.М. Фридман. М.: Творч. центр «Сфера», 2001. - 223 с.

263. Хижнякова, Л.С. Методические основы построения процесса обучения в средней школе в условиях всеобщего среднего образования Текст.: дисс. . д-ра пед. наук. -М., 1988.-388 с.

264. Хорошавин, С.А. Демонстрационный эксперимент по физике. Оптика. Атомная физика. 10-11 классы Текст. / С.А.Хорошавин. М.: Просвещение, 2007. -240 с.

265. Хуторской, A.B. Современная дидактика: Учебник для вузов Текст. /

266. A.B. Хуторской. СПб.: Питер, 2001. - 544 с.

267. Червова, A.A. Курс физики для инженерно-педагогичсеких специальностей Текст. / A.A. Червова // Учебная физика. 2002. - № 1. - С. 58-61.

268. Чернов, И.П. Компьютеризированные лабораторные работы по физике на базе графической программной технологии Текст. / И.П. Чернов, C.B. Муравьев,

269. B.И. Веретельник, В.В. Ларионов // Физическое образование в вузах 2002. - Т. 8, № 1.-С. 78-85.

270. Чернов, И.П. Об «эффекте Джоуля Томсона при радиационном симулировании выхода водорода из металлов Текст. / И.П. Чернов, В.В. Ларионов // Физическое образование в вузах. - 2003. - Т. 9, № 2. - С. 54-58.

271. Чернов, И.П. Инновационное проблемно-ориентированное обучение физике в лабораторном практикуме по механике в технических университетах Текст. / И.П. Чернов, В.В. Ларионов // Инженерное образование. 2005. - № 3. - С. 76-79.

272. Чернов, И.П. Физический практикум. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика: Учебное пособие с грифом МО РФ Текст. / И.П. Чернов, В.В. Ларионов, В.И. Веретельник. Томск. Изд-во Том ун-та, 2004. - 244 с.

273. Чернов, И.П., Ларионов В.В., Тюрин Ю.И. Сборник задач по физике. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика: Учебное пособие с грифом МО РФ Текст. / И.П. Чернов, В.В. Ларионов, Ю.И. Тюрин. М.: Выс. шк., 2007. - 406 с.

274. Челышкова, М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов: Учебное пособие Текст. /М.Б. Челышкова. М.: Логос, 2002. - 432 с.

275. Чошанов, М.А. Теория и технология проблемно-модульного обучения в профессиональной школе Текст.: автореф. дис. д-ра пед. наук. Казань, 1996. - 34 с.

276. Чудинский, P.M. Формирование технологической культуры личности школьника в учебной деятельности (на примере уроков физики) Текст.: автореф. дис. . канд. пед. наук. Воронеж, 2000. - 19 с.

277. Шадриков, В.Д. Способности человека // Основные современные концепции творчества и одаренности Текст. / В.Д. Шадриков. М.: Педагогика, 1997.-С. 24-38.

278. Шапочкин, Б.М. Меморандум конференции «Современный физический практикум» Текст. / Б.М. Шапочкин // Физическое образование в вузах. 2002 -Т. 8, № 3. - С.3-6.

279. Шамало, Т.Н. Теоретические основы использования физического эксперимента в развивающем обучении: Учебное пособие к спецкурсу Текст. / Т.Н. Шамало. Свердловск, 1990. - 97 с.

280. Шаронова, Н.В. Методика формирования научного мировоззрения учащихся при обучении физике Текст. / Н.В. Шаронова. М.: МП "Мир", 1994. -262 с.

281. Шмелев, В.Е. Заметки по использованию системы FEMLAB Сайт Интернета. / http:// matlab.exponenta.ru/femlab/book2/ default.php

282. Шишковский, В.И. Качество образования в педагогическом вузе Текст. / В.И. Шишковский // Качество стратегия XXI века: Матер. 6-й региональной научн.-практ. конф. - Томск: Изд-во ТУ СУР, 2001. - С. 126-131.

283. Шумилин, А.Т. Проблемы теории творчества Текст. А.Т. Шумилин /. -М.: Высшая школа, 1989. 143 с.

284. Щукина, Г.И. Роль деятельности в учебном процессе: Книга для учителя Текст. /Г.И. Щукина.-М.: Просвещение, 1985.- 126 с.

285. Эльконин, Д.Б. Избранные психологические труды Текст. / Д.Б. Эльконин. М.: Педагогика, 1989. - 554 с.

286. Югай, К.Н. Нелинейные эффекты и динамический хаос в некоторых задачах оптики Текст.: автореф. дис. . д-ра физ.- мат. наук. Омск, 1995. - 38 с.

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

288. Яковлев, И.П. Интеграция высшей школы с наукой и производством Текст. / И.П. Яковлев. Л.: ЛГУ, 1987. - 126 с.

289. Les facs de la reussile. Text. / Le Monde de TEducation. Paris. 1990. -№ 175,- P. 42-61.

290. Bleymehi, J. A virtual laboratory course as in interactive Internet based learning program Text. /J. Bleymehi //2nd global congress on Engineering Education. -Melbourne, 2000. - P. 85-88.

291. Chernov, I.P. Conception of fundamental education in a technical University Text. / I.P. Chernov., G.V. Erofeeva, V.V. Larionov // International UNESCO conference of engineering education, Moscow. 1995. - P. 55 - 56.

292. De Jong, M.T. Quality of book-Reading Matters for Emergent Readers: an Experiment With the Same Book in a Regular or Electronic Format Text. / M.T. De Jong, A.G. Bus // Journal of Educational Psychology. 2002. - Vol. 94, № 1. - P. 135-144.

293. Deutcher, E. Towards the Global Knowledge & Information Text. / E. Deutcher, G. Rjchendorfer-Lucius. 1999. - № 4. - P. 41-49.

294. Eyerer, P. The reformation of technical education through project-orientation education (Theprax) Text. / P. Eyerer, B. Hefer, B. Krause // Global J. of Engng. Educ. -2000.-№4. -P. 281-283.

295. Fem.Lab Electronic resource. / http://matlab.exponenta.ru /femlab/ bookl/

296. Kjesdam, F. The Aalborg experiment project innovation in university education Text. / F.Kjesdam, S. Enemark. - Aalborg, Denmark: Aalborg University Press, 1994.-P. 201.

297. Khokhlov, P.N. Neutron Capture Therapy with Gadopentate Dimeglumine: Experiments on Timor-Bearing Rats. Text. / P.N. Khokhlov, Y.Yashkin et al. // Academic Radiology (USA).

298. LabVIEW Electronic resource. / http://www-2net.spbstu.ru/CD ED/virt-lab/labview.html.

299. Moreno, R., Mayer R.E. Verbal Redundancy in Multimedia Learning: When Reading Helps Listening Text. / R. Moreno, R.E. Mayer // Journal of Educational Psychology. 2002. - Vol. 94, № l.-P. 145-155.

300. Moss, J. Use of electronic surveys in course evaluation Text. / J. Moss, G. Hendry // British Journal of Educational Technology. 2002. - Vol. 33, №5. - P. 583-592.

301. Patent resource USA Electronic resource. / www.uspto.gov

302. Physics general Electronic resource. / http://fh.bmstu.ru; /phybro.bmstu.ru

303. PhysLab Electronic resource. / http:// keva.tusur.ru/~vnf.

304. Poprawski, R. Stefan-Boltzman Law Set-up for Students Laboratory Text. / R. Poprawski, W. Salejda // Физическое образование в вузах. 1998. - Т. 4, № 3. - С. 79-81.

305. Rosutchpribor Electronic resource. / http://www/rosuchpribor.ru

306. Separation des isotopes Electronic resource. / www, ecp .ru/ru/products/isotop. shtml.

307. Temple, B.K. Примеры проблемно-ориентированного обучения Сайт Интернета. / www. docfizzix. com

308. Tuloue, G. FLASH- technologie education Electronic resource. http:// univ.nantes.com.

309. Tzoneva, R.G. Application of LAB VIEW technology in control engineering education Text. / R. G. Tzoneva //2nd Global Congress on Engineering education. -Melburn, 2000. P. 475-479.

310. Федеральный портал естественно-научного образования Сайт Интернета. http://en.edu.ru.http://phns.mpei.ac.ru;www.//vio.fio.ru/vio15cdsite/article .