автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Теоретико-методическая подготовка будущих учителей к использованию средств информационных компьютерных технологий при обучении

Автореферат диссертации по теме "Теоретико-методическая подготовка будущих учителей к использованию средств информационных компьютерных технологий при обучении"

003489803

На правах рукописи

ОЙМАТОВА ХОЖАРМО ХОЛМУРОДОВНА

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ

13. 00. 02. - Теория и методика обучения и воспитания (физика) (педагогические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

'ияивт

Курган-Тюбе - 2009

003489803

Работа выполнена на кафедре методики преподавания физики Курган-Тюбинского государственного университета имени Носира Хусрава

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор,

член-корреспондент Академии образования Республики Таджикистан Шукуров Тагойбобо Абдуалимович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор, член-корреспондент Академии наук Республики Таджикистан Хакимов Фотех Халикович

кандидат педагогических наук, доцент Мирзоев Махмадшариф Сайфович

Ведущая организация: Кулябский государственный университет

им. А.Рудаки

Защита состоится «Л£)у СШС/Х ТА _2009 г. в (С^ часов на

заседании диссертационного ответа К 737. 016.01 по присуждению ученой степени кандидата педагогических наук в Курган-Тюбинском государственном университете (ул. Айни, 67).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курган-Тюбинского государственного университета имени Носира Хусрава

Автореферат разослан «Д-^ » К&О^рЛ- 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор физико-математических наук I * ' А. Ш. Комилов

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Информатизация и компьютеризация практически всех сфер деятельности общества, внедрение новых технологий, в производство, образование, т.е. в профессиональную деятельность человека стали главными приметами современности. Все эти изменения, в свою очередь потребовали кардинального реформирования сферы образования и формирования многоуровневой, вариативной системы подготовки специалистов к профессиональной деятельности.

Президент Республики Таджикистан Эмомали Рахмон в своем Послании Маджлиси Оли Таджикистана "Ответственность за будущее нации", подчеркивая глобальные изменения, происходящие в обществе, особо отметил: "Когда мы говорим о воспитании подрастающего поколения, не следует забывать о том, что они должны обучаться в школах, оснащённых современными оборудованием, в том числе компьютерами"

Эти слова Президента, конечно, можно отнести и к студентам вузов и учащимся, и ко всем тем, кто только начинает постигать азы компьютерных информационных технологий.

В рамках исследования особый интерес представляет задача теоретико-методической подготовки будущих учителей при использовании средств информационных компьютерных технологий в своей будущей профессиональной деятельности. Это тем более актуально, что компьютеризация школ, активно проводящаяся в Таджикистане, а, следовательно, и изменение методов преподавания, требуют наличия высокопрофессиональных учителей, способных обучать на современном уровне, быть восприимчивыми к новейшим веяниям и всегда готовых передавать свой опыт учащимся. При этом следует отметить, что подготовка компетентного специалиста в условиях современного информационного общества непременно включает формирование у него системы общих и профессиональных информационно-компьютерных технологий- компетенций.

Степень изученности проблемы. Анализу сущности компетентностного подхода и его реализации в системе высшего педагогического образования посвящены исследования таких российских ученых, как A.M. Андреев, В.И. Байденко, В.А. Болотов, Е.С. Заир - Бек, В.А. Козырев, Ю.Н. Кулюткин, Ю.Г. Татур, Н.Ф. Радионова и др. Научные работы по вопросам вузовской подготовки педагогов в области использования средств ИКТ в профессиональной деятельности опубликовали Г.А. Бордовский, С.Г. Григорьев, В.В. Гришкун, С.А. Жданов, В.А. Извозчиков, С.Д. Каракозов, O.A. Козлов, А.Ю. Кравцова, В.В. Лаптев, Д.Ш. Матрос, В.М. Монахов, И.В. Роберт, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер и др. При всей значимости этих работ в них освещены далеко не все аспекты проблемы профессионального обучения учителей на основе компетентностной модели, включая формирование их готовности к информатизации сферы общего образования. При общей

1 Эмомали Рахмон. Ответственность за будущее нации. Послание Маджлиси Оли Таджикистана. -«Народная газета)) от 9.04.2003.

теоретико-методологической проработанности ключевых направлений данно1 проблемы остаются малоизученными ее методические составляющие, частности теоретико-методическая подготовка будущих учителей пр! использовании средств информацион ных компьютерных технологий.

Анализировались и обосновывались подходы к использованию ИК преподавателями физики. Диссертант отмечает, что внимание исследователе преимущественно было сосредоточено на развитии у студентов выпускнико педвузов общих представлений по вопросам использования средств ИКТ преподавании физики, тогда как в практике предметной подготовки учителе физики уже давно являются востребованными конкретные тематически модули, например: «Использование средств ИКТ в решении физических задач» «ИКТ в контроле и учете знаний и умений учащихся» и т.п.

Изучение опыта работы учителей физики в условиях информатизаци средней школы, анализ и обобщение результатов методологических педагогических и методических исследований по проблеме подготовки будущи учителей к использованию компьютерных технологий в преподаванш позволили выявить следующие противоречия в теории и практике обучения:

1) между необходимостью систематического и комплексног использования в обучении физике элементов ИКТ - инфраструктуры учебно! среды и эпизодическим применением ее отдельных составляющих в массово практике;

2) между потребностью в дифференциации и содержательном углубленш тематических линий подготовки учителей физики к применению средств ИКТ обучении и сложившейся в педагогических вузах практикой изучени преимущественно общих подходов к информатизации учебного процесса п предмету;

3) между высоким уровнем проработанности различных аспекто информатизации обучения физике в средней общеобразовательной школе недостаточным исследованием вопросов подготовки учителя физики эффективному использованию средств ИКТ в обучении, в частности организации лабораторных занятий по физике;

4) между высоким образовательным потенциалом компетентностного I модульного подходов к подготовке будущих учителей к использованию средст ИКТ в преподавании физики и отсутствием научно-методического обеспечени их реализации в высшей педагогической школе.

Необходимость разрешения указанных противоречий еще ра подтверждает актуальность исследования, в котором автор попыталась ответит на следующий вопрос: как должно осуществляться обучение будущих учителе физики в педагогическом университете, они были профессионально компе тентными в решении задач организации лабораторных занятий по физике средней школе с использованием ср едств ИКТ?

Объектом исследования является процесс обучения в педагогическо университете будущих учителей физики по дисциплине «Теория и методик обучения физике».

Предметом исследования стали содержание, методы, формы и средства обучения будущих учителей физики организации лабораторных занятий по предмету в средней школе с использованием ресурсов и инструментов виртуальной образовательной среды.

Цель исследования: разработка и научное обоснование методики обучения будущих учителей физики эффективному использованию компонентов ИКТ- инфраструктуры учебной среды на лабораторных занятиях по предмету в средней общеобразовательной школе.

Гипотеза исследования: результативность обучения будущих учителей физики применению средств ИКТ на лабораторных занятиях по предмету в средней общеобразовательной школе возрастет, если:

1) в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике» выделить учебный модуль «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте», при разработке концепции и программы модуля реализовать компетентностной подход к обучению будущих учителей;

2) в составе компетентностных задач, определяющих содержание самостоятельной работы студентов выпускников по программе модуля, предусмотреть разработку проекта лабораторного занятия, включающего комплексное использование компонентов ИКТ- инфраструктуры предметной учебной среды.

В соответствии с целью и сформулированной гипотезой исследования были определены задачи исследования:

1. На основе анализа психолого-педагогической, методической и специальной литературы определить теоретико-методические подходы к подготовке будущих учителей физики в области использования средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе.

2. Уточнить базовые ИКТ- компетенции и определить состав специальных профессиональных ИКТ- компетенций учителя физики в организации лабораторных занятий по предмету; выделить уровни развития предметных ИКТ-компетенций и критерии их диагностики.

3. Разработать программу учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» в составе учебной дисциплины «Теория и методика обучения физике». Реализовать в программе модуля компетентностный подход к обучению.

4. Разработать методику обучения будущих учителей физики комплексному использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней общеобразовательной школе.

5. В опытно-экспериментальной работе проверить результативность предложенной методики о бучения.

Методологическую основу исследования составили: основы системного подхода к анализу объекта исследования (В.Г. Афанасьев, И.В. Блауберг, Т. Бобоев Т.Н. Сериков, Ф.Х. Хакимов, X. Маджидов и др.); концепции конструирования и проектирования педагогического процесса (В.И. Андреев, В.П.Беспалько, В.В. Краевский и др.); теоретические основы

компетентностного подхода к подготовке специалистов в высшей школе (В.И Байденко, В.А. Болотов, В.А. Козырев, Н.Ф. Радионова, Дж Шарипов и др.) исследования в области информационного общества и информатизаци педагогического образования (В.В. Александров, С.А. Бешенков, В.В. Лаптев Д.Ш.Матрос, A.B. Смирнов, И.Х. Каримова и др.); исследования по инфор матизации общего образования и компьютерным технологиям обучения физик (Л.И. Анциферов, Г.А. Бордовский, Е.И. Бутиков, A.B. Смирнов, В. А Стародубцев, A.C. Кондратьев, В.В. Лаптев, А.Н. Тихонов, Т.А. Шукуров и др.) основы методики и техники учебного физического эксперимента (Л.И. Анцифе ров, В.А. Буров, Б.С. Зворыкин, A.A. Покровский, С.А.Хорошавин, А.В.Усова П.В. Зуев, А.А, Бобров, Т.И. Шамало, В.В. Майер, В.Г. Разумовски Т.А.Шукуров и др.); научные теории и концепции усвоения социального опыт (H.A. Менчинская, A.B. Усова, А.Н. Леонтьев, Л.С. Выготский, С. Л Рубинштейн, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина); современные концепцш развития самостоятельности личности в обучении (Е.В. Оспенникова, П.И Пидкасистый, В. Усова Дж. Шарипов и др.); методология педагогически исследований (Л.И. Долинер, И.Загвязинский, В.В. Краевский и др.).

Методы исследования. Эмпирические: сбор научных фактов - анали нормативных документов, изучение педагогического опыта учителей, анали ИКТ- инфраструктуры учебной среды средней общеобразовательной школы педагогические наблюдения и эксперимент в их различных формах; система тизация и обобщение педагогических фактов. Теоретические: анализ моделе' обучения в психологии и дидактике, их прогностического и объясняющего по тенциалов, противоречий в системе теоретического знания; выдвижение гипоте и теоретическое моделирование учебного процесса. Исследование строилось использованием основ общей и специальной методологии наук, связанных педагогикой: философии, социологии, психологии, физики, математическо статистики и др.

Исследование осуществлялось в три этапа с 2005 по 2009 гг.

На первом этапе (2005 - 2006 гг.) был проведен анализ психолого педагогической и научно-методической литературы, а также диссертационны работ в аспекте исследуемой проблемы с целью определения теоретико методологических основ формирования у будущих учителей физики профе сионально-методических умений и компетентностей; были определены цел! объект и предмет исследования; сформулированы гипотеза и задачи; составле план опытно-экспериментальной работы, проведен ее констатирующий этап.

На втором этапе (2006 - 2007 гг.) разрабатывались программа модул «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» и сопровождающий е комплект дидактических и учебно-методических материалов. В поисково эксперименте осуществлялись апробация программы модуля, корректировк системы квалификационных и компетентностных задач для самостоятельно работы студентов, отработка методики проведения занятий и организаци самостоятельной работы студентов по программе модуля.

На третьем этапе (2007-2009 гг.) в ходе формирующей стадии опытно-экспериментальной работы проверялась эффективность разработанной методики подготовки будущих учителей физики в организации лабораторных занятий по физике. Были выполнены анализ и обобщение полученных в ходе исследования результатов, подведены его итоги. По результатам исследования подготовлены методическое пособие и разработаны учебные материалы.

Экспериментальная база исследования. Опытно-экспериментальная работа проводилась на базе физического факультета Курган-Тюбинского государственного университета (КТГУ), а также на базе школ проведения педагогической практики студентов КТГУ им. Носира Хусрава (гимназия "Ориёно" средних общеобразовательных школ № 3, 7, 10, 12 г. Курган-Тюбе). Программа и материалы учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» прошли экспериментальную проверку на факультете переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров Института повышения квалификации учителей.

Научная новизна проведенного исследования состоит в следующем:

1. Определена система специальных профессиональных компетенций учителя физики в организации лабораторных занятий по предмету в условиях ИКТ- насыщенной среды.

2. В программе и практике преподавания дисциплины «Теория и методика обучения физике» реализованы компетентностный и модульный подходы к обучению будущих учителей физики методике подготовки и проведения лабораторных занятий в средней школе с применением средств ИКТ. Разработана программа учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте».

3. В отличие от ранее выполненных исследований, в которых- рассматривались вопросы подготовки будущих учителей физики к использованию отдельных средств ИКТ в учебном лабораторном эксперименте, в настоящем исследовании предложена методика обучения студентов комплексному использованию компонентов ИКТ- инфраструктуры школьной предметной среды на лабораторных занятиях по физике.

В методике определены технологии формирования у студентов-выпускников обобщенных подходов к проектированию учебно-методических комплексов (УМК) лабораторных занятий по физике в средней школе, включающих использование средств ИКТ в разработке в составе УМК цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся с ресурсами и инструментами виртуальной среды.

Теоретическая значимость работы:

1. Выявлены направления и способы использования составляющих современной ИКТ- инфраструктуры предметной среды обучения на лабораторных занятиях по физике в средней школе (на различных этапах экспериментального исследования как метода познания и на различных этапах лабораторного занятия как организационной формы обучения).

2. Предложена обновленная модель построения лабораторных занятий по физике в средней школе, включающая:

- применение учащимися ресурсов и инструментов виртуальной среды при подготовке к лабораторному эксперименту;

- использование компьютерных технологий поддержки учебной деятельности при его выполнении (автоматизированный эксперимент, обработка данных натурных опытов с применением инструментальных пакетов, виртуальный учебный эксперимент).

Определены система и содержание цифровых дидактических материала для самостоятельной работы учащихся, поддерживающих новую модель обу чения. Сформулированы принципы построения данной системы материалов.

3. Уточнена методика использования в обучении наиболее значимого дл школьного лабораторного эксперимента объекта предметной виртуальной средь - виртуальной учебной модели, а именно:

- предложена классификация учебных виртуальных моделей и определень направления использования моделей различных видов в учебном процессе п предмету; выделены уровни интерактивности и уточнены в соответствии уровнями формы взаимодействия учащихся с интерактивными учебным моделями по физике;

- определено место виртуального учебного эксперимента как метод1 учебного исследования виртуальных моделей физических явлений в систем уровней и стадий научного и учебного познания;

- уточнен обобщенный план учебной работы школьников с виртуальным моделями, предложена технология разработки учебных инструкций ориентированная на формирование у учащихся обобщенных познавательны умений в работе с данными виртуальными объектами.

4. Разработана компетентностная модель обучения будущих учителе физики комплексному использованию компонентов ИКТ- инфраструктур предметной среды на лабораторных занятиях. В составе модели определень цели, содержание, методы и результаты обучения, а также система самостоя тельной работы студентов.

Практическая значимость исследования:

1. Разработана программа учебного модуля «ИКТ в лабораторном физиче ском эксперименте» в составе дисциплины «Теория и методика обучени физике».

2. Подготовлены дидактические и учебно-методические материалы дл проведения учебных занятий по программе модуля (в полиграфическом цифровом вариантах), разработаны учебно-методические работы, включающи материалы для сопровождения лабораторных занятий.

3. Предложены тематика творческих проектов, темы курсовых и выпу скных квалификационных работ, а также направления разработки студентам авторских коллекций цифровых учебных материалов по проблеме: использ вание средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе.

4. Разработаны методические рекомендации для преподавателей педагогических университетов по обучению будущих учителей физики организации лабораторных занятий по предмету в средней школе в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В подготовке будущего учителя физики к использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике приоритетными должны стать компетентностный и модульный подходы. В связи с этим, целесообразно выделить в составе дисциплины «Теория и методика обучения и воспитания (физике)» (специальность 03.00.02 - физика, квалификация «учитель физики») учебный модуль «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте». В программе модуля цели, содержание и результаты обучения должны быть определены в их компетентностном контексте. При организации занятий с помощью модуля необходимо использовать адекватный компетентностному подходу к обучению комплекс методов и форм организации учебной работы студентов (метод проектов, метод социального взаимодействия, метод кейсов, методы развития критического мышления и педагогической рефлексии, методы проблемного обучения).

3. Подготовка будущих учителей физики к использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе включает овладение системой специальных методик и технологий: а) методикой обучения учащихся использованию ресурсов и инструментов виртуальной среды при подготовке к лабораторному эксперименту и рациональному применению компьютерных технологий (автоматизированный эксперимент, обработка данных натурных опытов с применением инструментальных пакетов, виртуальный учебный эксперимент) при его выполнении; б) методикой формирования у учащихся обобщенных умений в работе с объектами и инструментами виртуальной среды; в) методикой и технологией проектирования и разработки системы цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся, поддерживающих в ходе лабораторного эксперимента различные виды их учебной деятельности с компонентами ИКТ - инфраструктуры предметной среды обучения; г) методикой и технологией разработки учебно-методических комплексов лабораторных занятий, включающих использование средств ИКТ, в том числе УМК лабораторных занятий нетрадиционных форм организации; д) методикой и технологиями дистанционной поддержки учебной работы школьников на лабораторных занятиях.

Достоверность результатов исследования обеспечена: всесторонним анализом поставленной проблемы; применением современной научной методологии исследования и выбором методов исследования, адекватных его предмету; разнообразием методов опытно-экспериментальной работы и корректностью их применения, контролируемостью условий проведения эксперимента и воспроизводимостью его результатов, критической оценкой полученных результатов и их сопоставлением с уже имеющимися результатами педагогических экспериментов по данной проблеме. Применением методов

математической статистики с целью определения надежности и достоверности выводов по результатам экспериментального обучения.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались на региональных, республиканских и международных семинарах, симпозиумах и конференциях, посвященных проблемам информатизации образования: в Кулябе («Физика в системе современного образования», 2007), Душанбе («Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях», 2006; «Информатизация педагогического образования», 2008), Курган-Тюбе («Информатизация образования», 2008). Результаты исследования внедрены учебный процесс в Курган - Тюбинском государственном университете, Хатлонском областном Институте переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров, прошли апробацию в базовых школах для проведения педагогической практики студентов физического факультета КТГУ им. Носир Хусрава.

Апробация учебно-методического комплекта модуля «ИКТ в лаборатор ном физическом эксперименте» осуществлялась в 3-х педагогических вуза Таджикистана, высшей педагогической школе («Информатизация системь образования», 2005-2009 гг.).

Структура работы. Работа состоит из введения, из двух глав, заключения списка использованной литературы и приложений.

Основное содержание диссертации

Во введение обосновывается актуальность проблемы, сформулировань объект и предмет исследования, его цель, задачи, гипотеза и выносимые н защиту положения, охарактеризованы методологические основы и методы основные этапы, научная новизна, теоретическая и практическая значимость достоверность, обоснованность и структура работы.

Первая глава «Теоретические положения подготовка будущи учителей физики в средних школах при использованию информационны компьютерных технологий» состоит из трех параграфов. В первом параграф «Психолого-педагогические и методические аспекты использования компьютер, в профессиональной деятельности учителей физики» анализируются психолого педагогические и методические аспекты проблемы.

Анализ складывающегося в системе высшего образования Таджикистан, опыта разработки учебных программ на основе компетентностного подхода опыта работы преподавателей Курган-Тюбинского государственной университета, а также еще трех вузов Таджикистана (2005-2008 гг.) указывает н-широкий ряд содержательных и методических проблем реализации этоп метода. Важнейшие из них: 1) общность и неконкретность формулирово! компетенций/результатов обучения; 2) невостребованность в составе учебны, программ ряда универсальных компетенций: «способность учиться»

«способность работать самостоятельно», «навыки управления информацией», «знание второго языка» и др. (отметим, что первую в указанном ряду компетенцию в европейской международной практике называют в числе базовых для многопрофильных моделей бакалавров); 3) неполнота состава предметных компетенций; 4) недостаточность деятельностно-демонстрационной составляющей в номенклатуре выделяемых компетенций/результатов обучения; 5) недостаточная связь заявленной номенклатуры компетенций с содержанием обучения; 6) неадекватность методов и технологий обучения новому компетентностному подходу к его организации; упование на то, что собственно содержание самих учебных курсов будет автоматически обеспечивать формирование у студентов соответствующих профессиональных качеств; 7) слабая ориентация при разработке программ на анализ рынка педагогического труда; 8) нечеткость дескрипторов (определителей) квалификаций и компетентностей; 9) неразвитость системы контрольно-измерительных материалов, диагностирующих уровень достижений выпускников .

В параграфе анализируется в чем заключается сущность компетентностного подхода к организации учебного процесса, опыт его реализации на примере программ учебных модулей и курсов, разрабатываемых педагогическими вузами.

Основы информационной культуры имеют методологический, мировоззренческий, общекультурный характер и должны формироваться в процессе изучения комплекса всех учебных дисциплин, основываясь на теории познания как методологической основе, наиболее полно объясняющей сущность информации и ее роль в развитии общества.

1. Содержание обучения должно быть адекватно целям обучения, отражающим общественные требования к подготовке специалиста, и обеспечивать эффективность учебной информации, то есть ее необходимую полноту, ценность, точность и определенность, логичность изложения (непротиворечивость, последовательность, доказательность сообщаемых сведений), устранение ненужной информации.

2. Методика формирования основ информационной культуры учителя должна опираться на теорию познания, современные психолого-педагогические концепции и обеспечивать высокое качество знаний за счет динамической эффективности информации, циркулирующей в учебном процессе, ее современности, полезности, целесообразной дозировке, доступности (понятности), оперативной связи источника учебной информации и обучаемого, эффективного сочетания индивидуальной и коллективной форм деятельности обучаемых, методов и средств обучения, организации учебного процесса.

3. Система методологической, специальной и методической подготовки учителя должна представлять собой единое целое и надежно обеспечивать высокое качество подготовки учителя к решению стоящих перед школой задач, их способность готовить к непрерывному образованию и самосовершенствованию.

4. Автоматизированные информационные системы, используемые в процессе подготовки учителя, в частности, автоматизированные обучающие системы, должны быть, прежде всего, средством повышения качества, прочности, расширения и углубления знаний в той области, в которой специализируется будущий учитель.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что формирование осно информационной культуры опирается на широкое внедрение компьютерно технологии обучения в изучение всех учебных предметов, а для этого необходим сформировать определенную информационную культуру у учителей физик средней школы.

Во втором параграфе - «Состояние проблемы подготовки будущи учителей физике использованию средств информационных компьютерны технологий» рассматривается предлагаемые авторами варианты состава базовы ИКТ- компетенций педагога не являются общепринятыми.

- иметь навыки использования типовой аппаратной компьютерной техник и ПО для автоматизированного лабораторного физического эксперимента;

- быть способным к самостоятельной постановке автоматизировании экспериментов для лабораторных занятий по физике с использованием типовог оборудования, предназначенного для средней общеобразовательной школы;

- знать состав и назначение инструментов виртуальной среды обучения поддерживающих процедуры сбора и обработки данных лабораторног эксперимента (стандартных программ MS и специальных учебны инструментов);

- владеть инструментами виртуальной среды обучения, подцерживающи сбор и обработку учащимися данных лабораторного эксперимента н адаптированном для средней школы уровне использования (стандартным! программами MS и специальными учебными инструментами);

- иметь представление о компьютерных технологиях обучения направлениях их использования на лабораторном занятии (работа мультимедийными средами, телеметрическими системами; использовани телекоммуникационных технологий и WEB-технологий);

- владеть инструментами реализации компьютерных технологий обучени в рамках лабораторных занятий (работа с мультимедийными средам! телеметрическими системами; использование телекоммуникационны, технологий и WEB-технологий);

- знать различные организационные модели использования ИКТ н лабораторных занятиях, учитывающие разную степень оснащенности рабочи мест учителя и учащихся в школьном кабинете физики;

- быть готовым реализовать наиболее рациональную модель организаци лабораторного занятия с использованием средств ИКТ;

- знать основные методы и приемы формирования экспериментальны, умений учащихся, в том числе обобщенных, с использованием средств ИКТ;

- знать основные методы и приемы организации основных этапо лабораторного занятия с использованием средств ИКТ;

- быть способным к разработке простейших цифровых образовательных ресурсов для лабораторных занятий (графических иллюстраций, анимации, моделей, тематических презентации);

- иметь представление о системе дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся с ресурсами и инструментами виртуальной среды на лабораторном занятии;

- быть способным к разработке дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся на лабораторном занятии с ресурсами и инструментами виртуальной среды; реализовать в содержании дидактических материалов технологию формирования у учащихся обобщенных умений работы с объектами виртуальной среды;

владеть методикой проектирования лабораторных занятий с использованием средств ИКТ;

- быть способным избирательно и целенаправленно использовать ЦОР, инструменты учебной деятельности и компьютерные технологии обучения на лабораторном занятии (виртуальные учебные объекты, стандартное и специализированное ПО - текстовые, графические и вычислительные инструментальные программы; мультимедийные среды, телеметрические системы; телекоммуникационные и АУ ЕВ-технологии);

- владеть методикой руководства самостоятельной работой учащихся на лабораторном занятии в условиях ИКТ - насыщенной предметной среды, включая руководство их учебно-исследовательской деятельностью;

- быть способным учитывать при использовании средств ИКТ специфику форм организации лабораторных занятий (традиционных - фронтальные лабораторные работы, лабораторный практикум, домашний лабораторный эксперимент, инновационно-виртуальный лабораторный практикум);

- быть способным учитывать при использовании средств ИКТ специфику форм учебной работы учащихся на лабораторном занятии (учебной или внеклассной; аудиторной или домашней, самостоятельной или совместной);

- знать состав предметных ИКТ- компетенций, необходимых учащимся для успешного выполнения лабораторных экспериментов (для основной и старшей школы);

- быть способным избирательно и целенаправленно использовать средства ИКТ для формирования у учащихся предметных ИКТ-компетенций в области постановки лабораторного физического эксперимента;

- быть способным к организации лабораторных занятий по предмету с использованием сетевых технологий обучения:

- иметь представление об имеющихся дистанционных курсах по подготовке учащихся в области лабораторного физического эксперимента;

- быть способным к организации учебной работы школьников в рамках лабораторного практикума с использованием элементов системы дистанционного о бучения;

- владеть навыками использования специализированного ПО для управления учебным процессом на лабораторном занятии, в частности:

В третьем параграфе - «Система средств информационных и коммуникационных технологий обучения и направления их использования на лабораторных занятиях по физике» - выполнен анализ содержания основных блоков ИКТ - инфраструктуры предметной учебной среды, определено их назначение в обучении физике и, в частности, в лабораторном эксперименте. Определены основные способы использования объектов и инструментов виртуальной среды на различных этапах экспериментального исследования и разных этапах лабораторного занятия. . Обоснована необходимость разработки дидактических материалов для учащихся, поддерживающих их самостоятельную работу с компонентами виртуальной среды.

Виртуальная модель - это любая модель, реализация и исследование которой осуществляется с помощью компьютера (т.е. средствами виртуальной информационной среды). Учебная виртуальная модель - это виртуальная модель, предназначенная для предъявления учащимся предмета учения (элементов «готового» научного знания - концептуального, процессуального) и формирования у них соответствующих познавательных умений, в том числе умений в выполнении компьютерного эксперимента как метода исследования явлений природы и общества. Отличительной особенностью учебной виртуальной модели являются специфические для обучения способы визуализации существенных свойств моделируемого объекта, а также способы организации интерфейса программы, поддерживающего самостоятельную работу учащихся с данной моделью. Учебные виртуальные модели относятся к средствам обучения. Их использование возможно в составе разнообразных методов обучения.

Виртуальная модель явления может использоваться в обучении с целью формирования у учащихся опыта учебного исследования. В этом качестве доминирует ее методологическая функция. Такая модель может служить одним из эффективных способов предъявления и отработки у учащихся «готового» знания.

При анализе дидактических функций виртуальных моделей наиболее очевиден их иллюстративный потенциал. На самом деле спектр этих функций шире. Виртуальная модель в обучении может с успехом использоваться:

1) как средство прямого предъявления элементов «готового» знания (манипуляции с моделью позволяют учащимся выявить и уяснить «встроенную» в модель информацию о свойствах объектов реального мира);

2) как средство наглядности, сопровождающее традиционные словесны способы предъявления «готового» знания:

- концептуального:

- при изучении содержания и результатов научных экспериментов (научных фактов)-,

- для иллюстрации сущности эмпирических понятий;

- при анализе эмпирических закономерностей протекания природных явлений;

- при изложении компонентов теоретического знания:

-идеализированного объекта теории, теоретических понятий, принципов и постулатов, мысленных экспериментов и следствий теории;

- для визуального отображения элементов научно -технического знания (устройства и принципа действия отдельных приборов и их взаимодействующих систем, способов и приемов работы с приборами и техническими устройствами,);

- процессуального (для иллюстрации содержания, порядка и правил выполнения действий и операций);

3) как тренажер (средство отработки у учащихся отдельных познавательных умений и формирования навыков);

4) как средство контроля уровня сформированности знаний и умений учащихся.

Дидактические функции «готовых» виртуальных моделей и их методологическая функция (формирование опыта проведения численного эксперимента) дают в совокупности полное представление об их учебном назначении. Для реализации всего спектра функций виртуальных моделей в обучении следует обеспечить необходимое и достаточное разнообразие их возможных видов. По составу и содержанию виртуальных моделей, имеющихся в электронных учебных изданиях, нельзя утверждать, что проблема в области производства учебных моделей для средней школы решается успешно. Для полной и объективной оценки разнообразия учебных моделей предметной виртуальной среды является важным решение вопроса об их классификации.

В представленном исследовании при построении классификации учебных моделей были выделены существенные для обучения «основания деления», которые отражают ключевые характеристики учебного моделирования: 1) что моделируется; 2) как осуществляется моделирование (способы и инструменты); 3) каковы учебные задачи, которые могут быть поставлены перед учащимися в работе с учебной моделью. Выводы по первой главе:

1. Обоснована актуальность проблемы реализации компетентностного подхода к обучению будущих учителей физики методике организации школьного лабораторного эксперимента в условиях ИКТ - насыщенной среды. Значимость этой проблемы определяется: современной стратегией модернизации системы высшего образования в русле идеологии компетентностного подхода; неуклонным развитием ИКТ- инфраструктуры учебного процесса по физике в средней общеобразовательной школе; необходимостью овладения учителями физики опытом решения новых профессиональных задач, связанных с эффективным использованием в обучении инструментов виртуальной информационной среды.

2. Проанализированы содержания понятий «компетенция» и «компетентность» в дидактике, а также сущность компетентностного подхода к формированию стандартов образования и учебных программ. На этой основе уточнены: а) перечень базовых ИКТ- компетенций учителя средней школы и состав специальных ИКТ- компетенций учителя физики в организации лабо-

раторных занятий по предмету; б) уровни развития специальных ИКТ-компетенций учителя физики и критерии их диагностики.

3. Проанализирована ИКТ- инфраструктура предметной учебной среды, уточнен состав ее блоков и элементов. Рассмотрен дидактический потенциал элементов ИКТ- инфраструктуры учебного процесса, определены способы его реализации: а) на различных этапах лабораторного эксперимента как метода учебного исследования; б) на различных этапах лабораторного занятия как формы организации обучения.

4. Уточнено содержание понятия «виртуальный учебный эксперимент» который рассматривается как метод обучения в составе методов организации учебного исследования. Дана оценка дидактического потенциала данног метода. Уточнены стадии и цели учебного исследования при проведении виртуального эксперимента.

Вторая глава - «Методические обеспечение подготовки будущих учителей использованию ИКТ на лабораторных занятиях по физике I средней школе» - состоит из трех параграфов.

Первый параграф называется «Структура и содержание учебног модуля "ИКТ в лабораторном физическом эксперименте». Как подготовка будущего учителя физики к реализации новой модели обучения школьников ш лабораторных занятиях по предмету включает: 1) освоение студентами (в рол! учащегося) новой практики выполнения лабораторных заданий использованием материалов «готового» учебного комплекта; 2) формирование у студентов умений и навыков самостоятельной разработки дидактически материалов нового поколения к лабораторным работам школьного курс, физики; 3) обучение студентов проектированию лабораторного занятия использованием средств ИКТ.

Решение этих задач обязывает к разработке научно обоснованной системь элементов, формирующих комплект дидактических и учебно-методически, материалов, что и было сделано в настоящем исследовании. По мнени диссертанта, основные принципы построения названного выше комплект, материалов следующие:

1) ориентация на комплексную реализацию ИКТ- инфраструктурь школьного кабинета физики и ключевых функций ресурсов и инструмент01 виртуальной информационной среды;

2) соответствие составу специальных профессиональных ИКТ компетенций будущего учителя физики в организации лабораторных занятий;

3) отображение в составе и содержании элементов комплекта системь дескрипторов (измерителей) уровня специальной профессиональной ИКТ компетентности в организации лабораторных занятий учащихся по физике;

4) реализация уровневого подхода к формированию ИКТ- компетентност! будущего учителя физики;

5) избыточность дидактических материалов в комплекте по отношению I конкретному лабораторному занятию, обеспечивающая: а) широту охвата видо! учебной деятельности школьников на лабораторном занятии; б) возможност

разработки вариативных моделей построения занятия с использованием в его структуре разных «композиций» элементов комплекта в зависимости от уровня и профиля подготовки учащихся; в) достаточные условия для реализации индивидуального и дифференцированного подхода к обучению школьников; в) учет и реализацию индивидуального стиля профессиональной деятельности педагога;

6) реализация при разработке материалов комплекта современных технологий обучения учащихся, в частности технологий формирования обобщенных умений в выполнении натурного физического эксперимента и в проектировании и проведении виртуального эксперимента, а также в работе с другими виртуальными учебными объектами предметной среды;

7) «открытость» структуры комплекта (ориентация на развитие состава его элементов), определяющая возможность реализации творческого потенциала студента, его способности к инициированию эффективных педагогических и технологических решений и их самостоятельной реализации;

8) межпредметный характер деятельности по созданию элементов комплекта (опора на межпредметные связи модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» в составе дисциплины «Теория и методика обучения физики» с курсами общей и теоретической физики, а также с учебными курсами: «Компьютерное моделирование»;

9) учет уровня ключевой и базовой ИКТ - компетентности студентов. Общая ориентация на доступность освоения учителем средств ИКТ, используемых для цифровой реализации материалов комплекта;

10) лицензионная чистота используемого для создания комплекта ПО;

11) развитие профессиональной мотивации студентов в процессе разработки материалов комплекта за счет использования инновационных средств педагогической деятельности, инноваций в области содержания, методов и форм организации профессионального труда.

Реализация данной практики поддерживается комплектом дидактических и учебно-методических материалов, которые ориентируют и учителя, и учащихся на использование в учебном физическом эксперименте всех составляющих ИКТ- инфраструктуры школьной лаборатории. Ниже приведен перечень материалов, входящих в данный комплект.

Материалы для учащихся:

1. Инструкция к натурному лабораторному эксперименту, в том числе к его автоматизированному варианту (полиграфический и цифровой форматы в MS Word).

2. Инструкция-презентация к натурному лабораторному эксперименту (в MS РР со звуковым сопровождением).

3. Видеоинструкция к натурному лабораторному эксперименту (с титрами, звуковым сопровождением и графическими иллюстрациями).

4. Виртуальная модель для интерактивного эксперимента:

- виртуальный эксперимент (в MS Excel);

- симуляции натурного физического эксперимента из предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС (или/и в авторской разработке).

5. Инструктивные указания к проведению виртуального эксперимента.

6. Лист самоподготовки учащихся к лабораторному занятию (в MS Word), включающий задания по работе с компонентами предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС, а именно:

- задания на полноту усвоения учебной темы лабораторного занятия;

- задания на глубину усвоения материала занятия (задачи-упражнения, типовые задачи, нестандартные задачи);

- упражнения на отработку экспериментальных действий и операций;

- дополнительные задания для учащихся, закончивших эксперимент раньше времени и желающих выполнить работу на закрепление расширение знаний и умений, а также работу творческого характера.

7. Тест вводного контроля знаний (в MS Word, MS РР, автономной тестовой оболочке или оболочке ДО, в частности в «Moodle»).

8. Тест итогового контроля знаний (в MS Word, MS РР, автономной тестовой оболочке или оболочке ДО, в частности в «Moodle»).

9. Цифровые версии справочных таблиц по теме лабораторной работы.

10. Образец отчета о выполнении натурного эксперимента (в MS Word и MS Excel).

11. Образец отчета о выполнении виртуального эксперимента (в MS Word и MS Excel).

Материалы для учителя:

12. Каталог медиаобъектов по теме лабораторного занятия, сформированный на основе анализа ЦОР, ИУМК, ИИСС и Интернет-ресурсов.

13. Презентация к вступительной беседе учителя с учащимися на ла бораторном занятии.

14. Тренажеры (симуляторы) {для отработки отдельных действий г операций) для интерактивной доски (подбор из компонентов ЦОР, ИУМК. ИИСС или/и авторские разработки, в частности подготовка простейших ва риантов тренажеров средствами MS РР).

15. Историческая справка об исследовании физического явления, изу чаемого в лабораторном эксперименте (в MS Word с иллюстрациями).

16. УМК лабораторного занятия в полном составе его основных ком понентов.

Отмечается, что в условиях непрерывного развития стандартного и спе циализированного программного обеспечения системы образования, перио дического появления его альтернативных вариантов, а также с ростом уровш базовой ИКТ- компетентности учителей инструментарий для разработк! материалов комплекта может меняться.

Во втором параграфе рассматриваются пути совершенствован!!! профессиональной подготовки будущих учителей физики при обученш компьютерных технологий». Инструменты и среды для средне! общеобразовательной школы, которые могут использоваться школьниками дл>

выполнения заданий по учебному моделированию, в настоящее время активно развиваются. Наиболее популярной средой для моделирования физических явлений в последние годы стала учебная проектная среда «Живая Физика» (http://www.int-edu.ru). Еще одним примером проективной среды может служить среда «Виртуальная физика» (http://www.stratum.ac.ru).

Требования к разработке виртуальных моделей для учебного компьютерного эксперимента, по мнению автора, могут быть следующими:

1. Ориентация модели на определенный уровень научного познания (эмпирический, теоретический).

2. Достаточная сложность модели, обеспечивающая возможность формулировки несколько учебных задач:

- просмотр различных вариантов работы модели и фиксация полученных результатов в качестве иллюстраций к изучаемому материалу;

- тестирование модели (оценка уровня достоверности результатов моделирования на основе сравнения с известными результатами натурного эксперимента);

- исследование поведения модели в новых условиях (выдвижение модельных гипотез) с последующей проверкой полученных результатов в натурном эксперименте.

3. Адекватность границ интервалов и «шага» изменения параметров модели явления:

- реальным условиям исследования физических явлений, в том числе по возможности условиям его исследования в школьной лаборатории;

- ситуациям моделирования явления в новых ранее неизученных условиях.

4. Соответствие (приближение) числа изменяемых параметров модели вероятным направлениям ее исследования.

5. Вывод в активных окнах значений количественных характеристик поведения модели с достаточной (или регулируемой) точностью; точность данных должна соответствовать задачам их последующей количественной обработки.

6. Соответствующий задачам обучения уровень интерактивности модели, обеспеченный наличием «активных» клавиш и окон для работы пользователя с моделью; обеспечение интерактивности модели за счет организации доступа пользователя к управлению ее рабо той:

- к блоку ввода данных (выбор и/или перемещение элементов, ввод начальных граничных условий, изменение временных и/или пространственных масштабов и пр.);

блоку их обработки (изменение или модификация математической задачи, лежащей в основе моделирования; использование математического пакета обработки данных - работа с графиками, статистический анализ данных и пр.);

блоку вывода результата на экран (выбор способов представления данных на экране монитора - протокол, таблицы, графики функций, рисунок, динамическая модель).

7. Наличие в составе интерфейса модели обучающего блока, включающего разделы:

- задания для самостоятельной работы;

- информация по методологии моделирования и исследования моделей

физических явлений.

8. Опции сохранения данных, копирования и вывода результатов работы с моделью на печать, использования данных в системе сетевых коммуникаций.

9. Интуитивно понятный интерфейс программы, реализующей модель; унификация визуального представления основных и дополнительных элементов управления.

Указанное в составе требований к качеству виртуальной модели требование к уровню ее интерактивности заслуживает более детального анализа, поскольку именно это свойство модели позволяет организовать и разнообразит учебную деятельность учащихся в виртуальной ср еде.

Под интерактивной моделью понимается модель, в которой для пользо вателя оказываются возможными операции с ее различными элементами. Эт операции обеспечены управляющими кнопками или осуществляются помощью «мыши» непосредственно в активном поле интерфейса модели. Рас смотриваются известные на сегодня формы взаимодействия пользователя интерактивной моделью и соответствующие этим формам уровни интерактивно сти учебных моделей.

Формы взаимодействия пользователя с такой моделью не определень (недетерминированы), и поэтому перечислить их почти невозможно. При это можно указать на изменения, которые при исследовательском подход претерпевают некоторые формы взаимодействия третьего уровня: 1) со вмещение объектов модели для изменения их свойств или получения новы объектов; 2) составление произвольных композиций объектов; 3) объединени объектов связями с целью организации их новой системы; 4) изменени параметров характеристик процессов в неограниченных пределах; 5) введени структурных конструктивных изменений в исследуемую систему; 6) импор произвольных элементов для введения в активное поле конвента.

Формы взаимодействия пользователя с моделями 1-3-его уровне! интерактивности являются детерминированными. Это означает, что вс вероятные действия пользователя с моделью заранее просматриваются. Эт обусловлено тем, что при разработке модели все возможные варианть представления ее элементов и их композиций, параметры и характеристик! процессов, воспроизводимые моделью, заданы. Эти варианты могут быть за фиксированы при в ыходном тестировании модели.

Формы взаимодействия пользователя с моделью 4-го уровня интерак тивности являются недетерминированными. Манипуляции пользователя элементами модели могут быть произвольными. При создании модели таког уровня интерактивности определяются только исходные элементы модели параметры/характеристики их поведения. Все элементы сложной модел) поддерживаются входящими в ее состав более простыми, но, тем не менее

нетривиальными моделями, и предопределить заранее все возможные действия пользователя и соответственно результаты этих действий в форме отображения состояния модели в активном окне практически невозможно.

Очевидно, что с повышением качества учебных моделей и в особенности с ростом уровня интерактивности, возрастает и педагогическая эффективность их использования в обучении. При этом, по понятным причинам, растут творческие и технологические затраты на разработку.

Одним из обязательных заданий творческой работы студентов по программе модуля является разработка учебной модели для виртуального эксперимента (с использованием математического пакета MS Excel или моделирующих учебных сред). В дополнение автор определяет требования к структуре описания модели и «экранной» форме ее представления в виртуальной среде. В структуре модели, построенной, в частности, с использованием математического пакета MS Excel, должны быть представлены следующие компоненты: 1) название модели, отражающее предмет моделирования (объект, процесс); 2) физическая модель объекта - качественное описание объекта моделирования, его строения и поведения, взаимодействия с окружающей средой; 3) графическое изображение объекта, процесса (по возможности); 4) математическое описание модели - построение (или обоснованные выбор) базовой математической модели объекта - формализованное (математическое) выражение законов, отражающих структуру объекта и управляющих его поведением; 5) система переменных параметров модели, задаваемых исследователем; 6) система параметров, рассчитываемых ЭВМ, в ходе численного эксперимента; 7) таблицы и графики, отображающие связи между параметрами модели.

Третий параграф называется «Результаты проверки эффективности опытно-экспериментальной работы». С целью апробации программы модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» и оценки эффективности разработанной методики обучения была проведена соответствующая опытно-экспериментальная работа, которая проводилась в период 2005-2009гг. на базе

физического факультета Курган-Тюбинского государственного университета, а также на базе школ проведения педагогической практики студентов КТГУ (гимназия Ориёно, СОШ № 3, 7, 10, 12 г. Курган-Тюбе). Программа и материалы учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» прошли апробацию на факультете переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров Института непрерывного образования ПГПУ.

В ходе опытно-экспериментальной работы применялись следующие методы исследования: педагогическое наблюдение, исследовательская педагогическая практика (констатирующий, поисковый, формирующий этапы), анкетирование, опрос, беседа, интервью, тестирование, метод экспертной оценки.

В качестве критериев результативности методики формирования СПК специалистов были выбраны: 1) качество знаний студентов по ключевым вопросам программы модуля (квалификации); 2) качество выполнения студентами

учебных проектов программы модуля (компетенции); 3) самооценка С1 специалистов; 4) уровень положительной мотивации профессионально деятельности.

В ходе мониторинга выяснялась оснащенность учебной практики учителе и учащихся средствами ИКТ. Было установлено, что домашние персональны компьютеры имеют 80% учителей и 87 % учащихся, доступ в Интернет - 45 0 учителей и 59 % учащихся. На понимание и поддержку родителей использовании ПК в учебной деятельности указали 92 % учащихся.

Анкетирование учителей, использующих ИКТ в обучении, показало, каки именно элементы ИКТ- инфраструктуры учебного процесса применяются и какой целью: 1) отдельные объекты для иллюстрации некоторых вопросо учебного материала при его традиционном изложении: 38% - да, 53 % -иногда 9% - нет; в том числе демонстрационные и интерактивные модели: 72% -да, 28° - нет; 2) цифровые тестирующие комплексы с целью контроля знаний и умешн учащихся: 66 % - да, 34% - нет; 3) отдельные задания из ЦОР с цель организации самостоятельной работы учащихся на уроке (каждый ученик ра ботает за компьютером): 60% - да, 40% - нет.

Результаты анкетирования учащихся позволили сделать заключение об и достаточно высокой заинтересованности в использовании ИКТ в учебно1 работе. Выяснилось, что учащиеся: 1) применяют мультимедийные пособия рекомендованные учителями для домашней самостоятельной работы п предметам - 47%) случаев, не применяют - 53%; 2) самостоятельно готовя цифровые презентации к выступлению на уроках 55 %, не готовят - 42%, н имеют представления, что это такое, 3%; 3) отрабатывают свои знания и умени на компьютерных тренажерах ЦОР, разработанных в рамках федеральны проектов, - 43%, не работают с такими тренажерами - 51%, не имею представления, что это такое, - 6 %; 4) отрабатывают свои знания и умения н компьютерных тренажерах, разработанных учителями, 36%, не работают такими тренажерами - 58 %, не имеют представления, что это такое, 6 %; 5 используют возможности Интернет при подготовке к занятиям и на занятия 45%, не используют - 54%; 6) участвуют в образовательных Интернет проекта 23%, не участвуют - 74%, не имеют представления, что это такое, 3%; 7) учатс на курсах дистанционного обучения по отдельным предметам - 8 %, не учатся 88%, не имеют представления, что это такое, - 4%.

Учащиеся весьма высоко оценивают свои способности к использованш ПК в учебной работе: 67% уверенно чувствуют себя как пользователи; 18°/ умеют программировать и только 15% не умеют работать с ЭВМ или имею очень слабые навыки работы. Высок интерес школьников к работе на компь ютере (38%>). Учащиеся считают, что компьютер и сетевые технологии помо гают им самостоятельно изучать предмет (46 %), находить нужную информаци] (29 %). Лишь около 5 % учащихся не любят работать с компьютером. 1 сожалению, более 70 % учеников отметило, что учителя мало использую компьютерные технологии в учебном процессе.

В рамках констатирующего этапа исследования была проведена оценка СПК студентов 4-5 курсов физического факультета КТГУ им. Носира Хусрава, прошедших практику традиционного обучения. Студентам было предложено ответить на ряд наиболее показательных для диагностики СПК квалификационных вопросов, касающихся использования средств ИКТ на лабораторных занятиях, и выполнить три проектных (компетентностных) задания. Перечень квалификационных вопросов приведен в приложении 12. Проектная работа студентов была связана с решением трех компетентностных задач: 1) разработка модели УМК лабораторного занятия с использованием средств ИКТ, 2) подготовка листа самоподготовки учащихся к занятию; 3) разработка инструкции к лабораторной работе. Содержание предложенных студентам заданий соответствовало основному уровню СПК. Выбор этого уровня объясняется так: студенты согласно программе курса «Теория и методики обучения физике» уже знали структуру и умели проектировать УМК лабораторных занятий, они также приобрели опыт разработки инструкций и листов самоподготовки к лабораторному эксперименту.

Итак, результаты формирующего этапа опытно-экспериментальной работы по программе модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» подтверждают справедливость выдвинутой гипотезы исследования. Учитывая среднюю процентную долю проектов, выполненных на «хорошо» и «отлично», можно утверждать, что абсолютное большинство проектов (77 %) демонстрируют высокий уровень СПК студентов в решении поставленных перед ними профессиональных задач (основной - 52,6 %; продвинутый - 24,4 %). При традиционной учебной практике (квалификационный подход, лекционно-семинарская модель обучения) результаты носят принципиально иной характер. Средняя доля проектов, выполненных на «хорошо» и «отлично», составляет только 21,6 % (основной уровень - 16,6 %; продвинутый уровень - 4,8 %), начальному уровню СПК соответствует качество выполнения 67,4 % проектов.

Выводы по второй главе:

1. Разработана учебная программа модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» в составе курса «Теория и методика обучения физике» (специальность: 050203 - физика) и сопровождающий ее комплект дидактических, учебно-методических и контрольно-измерительных материалов.

2. Определены содержание обновленной модели построения лабораторного

занятия по физике в средней школе в условиях ИКТ- насыщенной среды обучения и структура комплекта дидактических и учебно-методических материалов, поддерживающих данную модель обучения. Сформулированы принципы построения комплекта дидактических и учебно-методических материалов к лабораторному занятию, выявлены и проанализированы особенности подготовки будущих учителей физики к разработке элементов комплекта.

3. Сформулированы требования к проектированию УМК лабораторного занятия по физике в средней школе на основе новой модели обучения. Продемонстрирован уровень разработки студентами различных компонентов УМК

лабораторных занятий в рамках новой модели обучения. Уточнена система организационных форм построения лабораторных занятий в условиях ИКТ насыщенной учебной среды. Реализована практика проектирования студентам лабораторных занятий по физике в новых организационных формах, а такж подготовки к ним авторских комплектов цифровых дидактических материалов.

4. В процессе констатирующего и поискового этапов опытно экспериментальной работы дана оценка состояния готовности учителей учащихся средних школ к использованию средств ИКТ в обучении, выполнен диагностика уровня специальной предметной компетентности (СПК выпускников педагогического университета и учителей физики в облает использования средств ИКТ в учебном процессе, определены возможност реализации программы модуля «ИКТ в лабораторном физическо\ эксперименте» в рамках учебной дисциплины «Теория и методика обучени физики», отработана технология применения в учебной практик компетентностной модели обучения студентов по программе модуля.

Полученные в ходе педагогического исследования результаты подтвер дили выдвинутую гипотезу и позволили сформулировать следующие выводы:

1. Модульный и компетентностный подходы к формированию готовност будущих учителей к организации лабораторных занятий по физике в условия ИКТ-насыщенной среды должны стать приоритетными в практике обучени специалистов. Разработка программы учебного модуля «ИКТ в лабораторно физическом эксперименте» на основе компетентностной модели обучени студентов и его внедрение в практику преподавания учебной дисциплинь «Теория и методика обучения физике» (специальность: 050203 - физика позволили найти и реализовать в системе профессиональной подготовь специалистов оптимальные педагогические реш ения.

3. Построение компетентностной модели обучения будущих учителе физике использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физик возможно на основе: а) анализа элементов ИКТ- инфраструктуры учебно предметной среды средней общеобразовательной школы и уточнения способо использования данных элементов на лабораторных занятиях; б) определени состава и содержания СПК учителя физики в организации лабораторны занятий с учащимися в условиях ИКТ- насыщенной среды; в) разработк системы квалификационных и компетентностных задач для формирования СП учителя физики в организации учебного лабораторного эксперимента; г) выбор адекватных компетентностной у

подходу форм и методов организации учебной работы студентов; д) анализ содержания и направлений реализации потенциала ИКТ- инфраструктур! лаборатории школьного физического эксперимента педагогическог университета с целью формирования будущего учителя физики.

4. Результативность обновленной модели формирования СПК учител физики в организации учебного лабораторного эксперимента определяете системой приоритетов в содержании, методах и формах организации обучени адекватных компетентностному подходу. Приоритет 1 - развитие те

ретического педагогического мышления и становление у студентов «индивидуализированной концепции педагогического знания». Приоритет 2 - «про-активный подход» к обучению (предпочтение методам организации самостоятельной работы студентов на учебном занятии; поддержка самостоятельной работы студентов комплектом дидактических и учебно-методических материалов; развитие у студентов обобщенных умений в организации профессиональной деятельности). Приоритет 3 - использование комплекса методов формирования профессиональных компетенций педагогов (метод кейсов, метод социального взаимодействия, метод проектов, методы развития критического мышления и педагогической рефлексии, методы проблемного обучения). Приоритет 4 - реализация принципа «продуктивного обучения»: создание студентами комплекта авторских дидактических и учебно-методических материалов, востребованных в образовательной практике.

5. Модель обучения должна быть ориентирована на формирование у будущих учителей физики системы знаний о новой практике построения лабораторных занятий в условиях ИКТ- насыщенной среды. Новая практика организации учебного лабораторного эксперимента базируется на комплексном (инструментальная и дидактическая составляющие) использовании компонентов ИКТ- инфраструктуры учебной предметной среды и поддерживается комплектом традиционных и цифровых дидактических и учебно-методических материалов, которые ориентируют учителя и учащихся на рациональное использование в лабораторном эксперименте ее ресурсов и инструментов.

6. Освоение студентами новой практики обучения включает овладение системой специальных методик и технологий: а) методикой обучения учащихся использованию ресурсов и инструментов виртуальной среды при подготовке к лабораторному эксперименту и рациональному применению компьютерных технологий (автоматизированный эксперимент, обработка данных натурных опытов с применением инструментальных пакетов, виртуальный учебный эксперимент) при его выполнении; б) методикой формирования обобщенных познавательных умений в работе с объектами и инструментами виртуальной среды, в) методикой и технологией проектирования цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы, г) методикой разработки в условиях ИКТ-насыщенной среды учебно-методических комплексов лабораторных занятий различных организационных форм построения; д) методикой технологии дистанционной поддержки учебной работы школьников на лабораторных занятиях.

7. Выделены перспективные направления дальнейшего научного поиска: содержание и методика подготовки будущих учителей физики к созданию авторских учебных материалов различных видов к лабораторным занятиям по физике; подготовка будущего учителя физики к комплексному использованию ИКТ - инфраструктуры школьного кабинета физики на лабораторных занятиях по предмету в условиях профильного обучения; подготовка будущего учителя физики использованию ИКТ в системе нетрадиционных форм организации лабораторных занятий по физике.

По теме исследования были опубликованы следующие тезисы и статьи:

1. Ойматова Х.Х. Связь сегнетоэлектрического фазового перехода с электронной подсистемой кристалл // Ма^муаи гузоришхр. - Курган-Тюбе, 1999.-С. 72-74.

2. Ойматова Х.Х. Проведение самостоятельных работ в школе и н начальных курсах факультета физики // Ирфон. - Курган-Тюбе, 2000. - С 16-18.

3. Ойматова Х.Х. Особенности выращивания замешенных кристаллов тип №В1 (МогхЭхО^ / Тезисы республиканской научной конференции посвященной 800-летию Джалолидцина Руми. - Курган-Тюбе, 2007. - С 194.

4. Ойматова Х.Х. Теоретические положения профессионально! направленности курса «Информатика» для будущих учителей физики Методическое пособие,- Курган-Тюбе: «Маориф», 2008.- 94с.

5. Ойматова Х.Х. Методическое обеспечение подготовки будущих учителе использованию ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средне школе. Методическое пособие, - Курган-Тюбе: «Маориф», 2008.- 63с.

6. Ойматова Х.Х. Совершенствование профессиональной подготовк будущих учителей физики при обучении компьютерным технологиям / Вестник Таджикского национального университета, Серия гуманитарны наук. - 2009.- № 6 (54).-С.250-255.

7. Ойматова Х.Х. Роль информационных технологий в профессионально! подготовке будущих учителей физики // Вестник Таджикског национального университета, Серия гуманитарных наук. - 2009.- № (54).- С.270-275.

8. Ойматова Х.Х. Психолого-педагогические и методические аспект использования компьютера в профессиональной деятельности учител физики // Вопросы педагогики и психологии,- 2009, № 4. - С.48-52.

9. Ойматова Х.Х. Состояние проблемы обучения будущих учителей физик использованию средств ИКТ в школьном лабораторном занятии Вопросы педагогики и психологии. - 2009,- № 5. - С. 68-73.

Издательство «Нодир» Сдано в набор 2.11. 2009 Подписано в печать 4. 11.2009 Заказ № 09/87. Объем 1 п.л. Тираж 100

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Ойматова, Хожармо Холмуродовна, 2009 год

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ КУРСА "ИНФОРМАТИКА" ДЛЯ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ.

1.1. Психолого-педагогические и методические аспекты использования компьютера в профессиональной деятельности учителей физики.

1.2. Роль информационных технологий в профессиональной подготовке будущих учителей физики.

1.3. Состояние проблемы обучения будущих учителей физики использованию средств информационных компьютерных технологий в школьном лабораторном занятии.

1.4. Система средств информационных и коммуникационных технологий обучения и направления их использования на лабораторных занятиях по физике

Выводы по I — главе.

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ИКТ НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ ПО ФИЗИКЕ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ.

2.1. Структура и содержание учебного модуля "ИКТ в лабораторном физическом эксперименте" дисциплины "Теория и методика обучения физике".

2.2. Совершенствование профессиональной подготовки будущих учителей физики при обучении компьютерных технологий.

2.3. Содержание и методика проведения опытно-экспериментальной работы.

Выводы по II - главе.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Теоретико-методическая подготовка будущих учителей к использованию средств информационных компьютерных технологий при обучении"

Актуальность темы исследования. Информатизация и компьютеризация практически всех сфер деятельности общества, внедрение новых технологий, в производство, образование, т.е. в профессиональную деятельность человека стали главными приметами современности. Все эги изменения, в свою очередь потребовали кардинального реформирования сферы образования и формирования многоуровневой, вариативной системы подготовки специалистов к профессиональной деятельности.

Президент Республики Таджикистан Эмомали Рахмон в своем Послании Маджлиси Оли Таджикистана "Ответственность за будущее нации", подчеркивая глобальные изменения, происходящие в обществе, особо отметил: "Когда мы говорим о воспитании подрастающего поколения, не следует забывать о том, что они должны обучаться в школах, оснащённых современными оборудованием, в том числе компьютерами" \

Эти слова Президента, конечно, можно отнести и к студентам вузов и учащимся, и ко всем тем, кто только начинает постигать азы компьютерных информационных технологий.

В рамках исследования особый интерес представляет задача теоретико-методической подготовки будущих учителей при использовании средств информационных компьютерных технологий в своей будущей профессиональной деятельности. Это тем более актуально, что компьютеризация школ, активно проводящаяся в Таджикистане, а, следовательно, и изменение методов преподавания, требуют наличия высокопрофессиональных учителей, способных обучать на современном уровне, быть восприимчивыми к новейшим веяниям и всегда готовых передавать свой опыт учащимся. При этом следует отметить, что подготовка

11 Эмомали Рахмон. Ответственность за будущее нации. Послание Маджлиси Оли Таджикистана.- «Народная газета» от 9.04.2003. компетентного специалиста в условиях современного информационного общества непременно включает формирование у него системы общих и профессиональных информационно-компьютерных технологий- компетенций.

Степень изученности проблемы. Анализу сущности компетентностного подхода и его реализации в системе высшего педагогического образования посвящены исследования таких российских ученых, как A.M. Андреев, В.И. Байденко, В.А. Болотов, Е.С. Заир - Бек, В.А. Козырев, Ю.Н. Кулюткин, Ю.Г. Татур, Н.Ф. Радионова и др. Научные работы по вопросам вузовской подготовки педагогов в области использования средств ИКТ в профессиональной деятельности опубликовали Г.А. Бордовский, С.Г. Григорьев, В.В. Гришкун, С.А. Жданов, В.А. Извозчиков, С.Д. Каракозов, О.А. Козлов, А.Ю. Кравцова, В.В. Лаптев, Д.Ш. Матрос, В.М. Монахов, И.В. Роберт, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер и др. При всей значимости этих работ в них освещены далеко не все аспекты проблемы' профессионального обучения учителей на основе компетентностной модели, включая формирование их готовности к информатизации сферы общего образования. При общей

•J теоретико-методологической проработанности ключевых направлений данной-проблемы остаются малоизученными ее методические составляющие, в частности теоретико-методическая подготовка будущих учителей при использованию средство информационных компьютерных технологий.

Анализировались и обосновывались подходы к использованию ИКТ преподавателями физики. Диссертант отмечает, что внимание исследователей преимущественно было сосредоточено на развитии у студентов выпускников педвузов общих представлений по вопросам использования средств ИКТ в преподавании физики, тогда как в практике предметной подготовки учителей физики уже давно являются востребованными конкретные тематические модули, например: «Использование средств ИКТ в решении физических задач», «ИКТ в контроле и учете знаний и умений учащихся» и т.п.

Изучение опыта работы учителей физики в условиях информатизации средней школы, анализ и обобщение результатов методологических, педагогических и методических исследований по проблеме подготовки будущих учителей к использованию компьютерных технологий в преподавании позволили выявить следующие противоречия в теории и практике обучения:

1) между необходимостью систематического и комплексного использования в обучении физике элементов ИКТ - инфраструктуры учебной среды и эпизодическим применением ее отдельных составляющих в массовой практике;

2) между потребностью в дифференциации и содержательном углублении тематических линий подготовки учителей физики к применению средств ИКТ в обучении и сложившейся в педагогических вузах практикой изучения преимущественно общих подходов к информатизации учебного процесса по предмету;

3) между высоким уровнем проработанности различных аспектов информатизации обучения физике в средней общеобразовательной школе и недостаточным исследованием вопросов подготовки учителя физики к эффективному использованию средств ИКТ в обучении, в частности в организации лабораторных занятий по физике;

4) между высоким образовательным потенциалом компетентностного и модульного подходов к подготовке будущих учителей к использованию средств ИКТ в преподавании физики и отсутствием научно-методического обеспечения их реализации в высшей педагогической школе.

Необходимость разрешения указанных противоречий еще раз подтверждает актуальность исследования, в котором автор попыталась ответить на следующий вопрос: как должно осуществляться обучение будущих учителей физики в педагогическом университете, они были профессионально компетентными в решении задач организации лабораторных занятий по физике в средней школе с использованием средств ИКТ?

Объектом исследования является процесс обучения в педагогическом университете будущих учителей физики по дисциплине «Теория и методика обучения физике».

Предмет исследования стали содержание, методы, формы и средства обучения будущих учителей физики организации лабораторных занятий по предмету в средней школе с использованием ресурсов и инструментов виртуальной образовательной среды.

Цель исследования: разработка и научное обоснование методики обучения будущих учителей физики эффективному использованию компонентов ИКТ- инфраструктуры учебной среды на лабораторных занятиях по предмету в средней общеобразовательной школе.

Гипотеза исследования: результативность обучения будущих учителей физики применению средств ИКТ на лабораторных занятиях по предмету в средней общеобразовательной школе возрастет, если:

1) в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике» выделить учебный модуль «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте», при разработке концепции и программы модуля реализовать компетентностной подход к обучению будущих учителей;

2) в составе компетентностных задач, определяющих содержание самостоятельной работы студентов выпускников по программе модуля, предусмотреть разработку проекта лабораторного занятия, включающего комплексное использование компонентов ИКТ- инфраструктуры предметной учебной среды.

В соответствии с целью и сформулированной гипотезой исследования были определены задачи исследования:

1. На основе анализа психолого-педагогической, методической и специальной литературы определить теоретико-методические подходы к подготовке будущих учителей физики в области использования средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе.

2. Уточнить базовые ИКТ- компетенции и определить состав специальных профессиональных ИКТ- компетенций учителя физики в организации лабораторных занятий по предмету; выделить уровни развития предметных ИКТ-компетенций и критерии их диагностики.

3. Разработать программу учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» в составе учебной дисциплины «Теория и методика обучения физике». Реализовать в программе модуля компетентностный подход к обучению.

4. Разработать методику обучения будущих учителей физики комплексному использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней общеобразовательной школе.

5. В опытно-экспериментальной работе проверить результативность предложенной методики обучения.

Методологическую основу исследования составили: основы системного подхода к анализу объекта исследования (В.Г. Афанасьев, И.В. Блауберг, Т. Бобоев Г.Н. Сериков, Ф.Х. Хакимов, X. Маджидов и др.); концепции конструирования и проектирования педагогического процесса (В.И. Андреев, В.П.Беспалько, В.В. Краевский и др.); теоретические основы компетентностного подхода к подготовке специалистов в высшей школе (В.И. Байденко, В.А. Болотов, В.А. Козырев, Н.Ф. Радионова, Дж Шарипов и др.); исследования в области информационного общества и информатизации педагогического образования (В.В. Александров, С.А. Бешенков, В.В. Лаптев, Д.Ш.Матрос, А.В. Смирнов, И.Х. Каримова и др.); исследования по информатизации общего образования и компьютерным технологиям обучения физике

JI.И. Анциферов, Г.А. Бордовский, Е.И. Бутиков, А.В. Смирнов, В. А. Стародубцев, А.С. Кондратьев, В.В. Лаптев, А.Н. Тихонов, Т.А. Шукуров и др.); основы методики и техники учебного физического эксперимента (Л.И. Анциферов, В.А. Буров, Б.С. Зворыкин, А.А. Покровский, С.А.Хорошавин, А.В.Усова, П.В. Зуев, А.А, Бобров, Т.И. Шамало, В.В. Майер, В.Г. Разумовский Т.А.Шукуров и др.); научные теории и концепции усвоения социального опыта (Н.А. Менчинская, А.В. Усова, А.Н. Леонтьев, Л.С. Выготский, С.Л. Рубинштейн, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина); современные концепции развития самостоятельности личности в обучении (Е.В. Оспенникова, П.И. Пидкасистый, В. Усова Дж. Шарипов и др.); методология педагогических исследований (Л.И. Долинер, И.Загвязинский, В.В. Краевский и др.).

Методы исследования. Эмпирические: сбор научных фактов - анализ нормативных документов, изучение педагогического опыта учителей, анализ ИКТ- инфраструктуры учебной среды средней общеобразовательной школы, педагогические- наблюдения- и эксперимент в их различных формах; система-* тизация и обобщение.педагогических фактов. Теоретические: анализ моделей обучения в психологии и дидактике, их прогностического и объясняющего потенциалов, противоречий в системе теоретического знания; выдвижение гипотез и теоретическое моделирование учебного процесса. Исследование строилось с использованием основ общей и специальной методологии наук, связанных с педагогикой: философии, социологии, психологии, физики, математической статистики и др.

Исследование осуществлялось в три этапа с 2005 по 2009 гг.

На, первом этапе (2005 - 2006 гг.) был проведен анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы, а также диссертационных работ в аспекте исследуемой проблемы с целью определения теоретико-методологических основ формирования у будущих учителей физики профессионально-методических умений и компетентностей; были определены цели, объект и предмет исследования; сформулированы гипотеза и задачи; составлен план опытно-экспериментальной работы, проведен ее констатирующий этап.

На втором этапе (2006 - 2007 гг.) разрабатывались программа модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» и сопровождающий ее комплект дидактических и учебно-методических материалов. В поисковом эксперименте осуществлялись апробация программы модуля, корректировка системы квалификационных и компетентностных задач для самостоятельной работы студентов, отработка методики проведения занятий и организации самостоятельной работы студентов по программе модуля.

На третьем этапе (2007-2009 гг.) в ходе формирующей стадии опытно-экспериментальной работы проверялась эффективность разработанной методики подготовки будущих учителей физики в организации лабораторных занятий по физике. Были выполнены анализ и обобщение полученных в ходе исследования результатов, подведены его итоги. По результатам исследования-подготовлены методическое пособие и разработаны учебные материалы.

Экспериментальная база исследования. Опытно-экспериментальная работа проводилась на базе физического факультета Курган-Тюбинского государственного университета (КТГУ), а также на базе школ проведения педагогической практики студентов КТГУ им. Носира Хусрава (гимназия "Ориёно" средних общеобразовательных школ № 3, 7, 10, 12 г. Курган-Тюбе). Программа и материалы учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» прошли экспериментальную проверку на факультете переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров Института повышения квалификации учителей.

Научная новизна проведенного исследования состоит в следующем:

1. Определена система специальных профессиональных компетенций учителя физики в организации лабораторных занятий по предмету в условиях ИКТ - насыщенной среды.

2. В программе и практике преподавания дисциплины «Теория и методика обучения физике» реализованы компетентностный и модульный подходы к обучению будущих учителей физики методике подготовки и проведения лабораторных занятий в средней школе с применением средств ИКТ. Разработана программа учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте».

3. В отличие от ранее выполненных исследований, в которых рассматривались вопросы подготовки будущих учителей физики к использованию отдельных средств ИКТ в учебном лабораторном эксперименте, в настоящем исследовании предложена методика обучения студентов комплексному использованию компонентов ИКТ- инфраструктуры школьной предметной среды на лабораторных занятиях по физике.

В методике определены технологии формирования у студентов-выпускников обобщенных подходов к проектированию учебно-методических комплексов (УМК) лабораторных занятий по физике в средней школе, включающих использование средств ИКТ в разработке в составе УМК цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы- учащихся с ресурсами и инструментами виртуальной среды.

Теоретическая значимость работы:

1. Выявлены направления и способы использования составляющих современной ИКТ - инфраструктуры предметной среды обучения на лабораторных занятиях по физике в средней школе (на различных этапах экспериментального исследования как метода познания и на различных этапах лабораторного занятия как организационной формы обучения).

2. Предложена обновленная модель построения лабораторных занятий по физике в средней школе, включающая:

- применение учащимися ресурсов и инструментов виртуальной среды при подготовке к лабораторному эксперименту;

- использование компьютерных технологий поддержки учебной деятельности при его выполнении (автоматизированный эксперимент, обработка данных натурных опытов с применением инструментальных пакетов, виртуальный учебный эксперимент).

Определены система и содержание цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся, поддерживающих новую модель обучения. Сформулированы принципы построения данной системы материалов.

3. Уточнена методика использования в обучении наиболее значимого для школьного лабораторного эксперимента объекта предметной виртуальной среды - виртуальной учебной модели, а именно:

- предложена классификация учебных виртуальных моделей и определены направления использования моделей различных видов в учебном процессе по предмету; выделены уровни интерактивности и уточнены в соответствии с уровнями формы взаимодействия- учащихся с интерактивными учебными моделями по физике;

- определено место виртуального учебного эксперимента как метода учебного исследования виртуальных моделей физических явлений в системе, уровней и стадий научного и учебного познания;

- уточнен обобщенный план учебной работы школьников с виртуальными моделями, предложена технология разработки учебных инструкций, ориентированная на формирование у учащихся обобщенных познавательных умений в работе с данными виртуальными объектами.

4. Разработана компетентностная модель обучения будущих учителей физики комплексному использованию компонентов ИКТ- инфраструктуры предметной среды на лабораторных занятиях. В составе модели определены цели, содержание, методы и результаты обучения, а также система самостоятельной работы студентов.

Практическая значимость исследования:

1. Разработана программа учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике».

2. Подготовлены дидактические и учебно-методические материалы для проведения учебных занятий по программе модуля (в полиграфическом и цифровом вариантах), разработаны учебно-методические работы, включающие материалы для сопровождения лабораторных занятий.

3. Предложены тематика творческих проектов, темы курсовых и выпускных квалификационных работ, а также направления разработки студентами авторских коллекций цифровых учебных материалов по проблеме: использование средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе.

4. Разработаны методические рекомендации для преподавателей педагогических университетов по обучению будущих учителей физики организации лабораторных занятий по предмету в средней школе в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В подготовке будущего учителя физики к использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике приоритетными должны стать компетентностный и модульный подходы. В связи с этим, целесообразно выделить в составе дисциплины «Теория и методика обучения и воспитания (физике)» (специальность 03.00.02 - физика, квалификация «учитель физики») учебный модуль «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте». В программе модуля цели, содержание и- результаты обучения должны быть определены в их компетентностном контексте. При организации занятий с помощью модуля необходимо использовать адекватный компетентностному подходу к обучению комплекс методов и форм организации учебной работы студентов (метод проектов, метод социального взаимодействия, метод кейсов, методы развития критического мышления и педагогической рефлексии, методы проблемного обучения).

3. Подготовка будущих учителей физики к использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе включает овладение системой специальных методик и технологий: а) методикой обучения учащихся использованию ресурсов и инструментов виртуальной среды при подготовке к лабораторному эксперименту и рациональному применению компьютерных технологий (автоматизированный эксперимент, обработка данных натурных опытов с применением инструментальных пакетов, виртуальный учебный эксперимент) при его выполнении; б) методикой формирования у учащихся обобщенных умений в работе с объектами и инструментами виртуальной среды; в) методикой и технологией проектирования и разработки системы цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся, поддерживающих в ходе лабораторного эксперимента различные виды их учебной деятельности с компонентами ИКТ- инфраструктуры предметной среды обучения; г) методикой и технологией разработки учебно-методических комплексов лабораторных занятий, включающих использование средств ИКТ, в том числе УМК лабораторных занятий нетрадиционных форм организации; д) методикой и технологиями дистанционной поддержки учебной работы школьников на лабораторных занятиях.

Достоверность результатов исследования обеспечена: всесторонним анализом поставленной проблемы; применением современной научной методологии. исследования и выбором методов исследования, адекватных его предмету; разнообразием методов опытно-экспериментальной работы и корректностью их применения, контролируемостью условий проведения эксперимента и воспроизводимостью его результатов, критической оценкой полученных результатов и их сопоставлением с уже имеющимися результатами педагогических экспериментов по данной проблеме. Применением методов математической статистики с целью определения надежности и достоверности выводов по результатам экспериментального обучения.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались на региональных, республиканских и международных семинарах, симпозиумах и конференциях, посвященных проблемам информатизации образования: в Кулябе («Физика в системе современного образования», 2007), Душанбе («Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях», 2006; «Информатизация педагогического образования», 2008), Курган-Тюбе («Информатизация образования», 2008). Результаты исследования внедрены в учебный процесс в Курган-Тюбинском государственном университете, в Хатлонском областном Институте переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров, прошли апробацию в базовых школах для проведения педагогической практики студентов физического факультета КТГУ им. Носира Хусрава.

Апробация учебно-методического комплекта модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» осуществлялась в 3-х педагогических вузах Таджикистана, высшей педагогической школе («Информатизация системы образования», 2005-2009 гг.).

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

• выводы по работе с моделью;

• рисунок, иллюстрирующий правило Ленца (для двух любых случаев изменения параметров модели).

При подготовке отчета можно использовать редактор презентаций MS РР, а также иллюстрации к работе модели, выполненные с помощью клавиши «Ргп Sc».

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Ойматова, Хожармо Холмуродовна, Курган-Тюбе

1. Примеры оформления студентами различных компонентов УМК лабораторных занятий на основе разработанных ими комплектов цифровых дидактических и учебно-методических материалов приведены в приложении 10.

2. Опыт проведения лабораторных занятий в нетрадиционных формах еще только начинает формироваться в педагогической практике. Обнаруживает себя проблема проектирования таких занятий.

3. Разновидности лабораторных занятий по физике