Компьютерный лабораторный практикум по физике как средство применения компьютерных технологий в учебном процессе

Икренникова, Юлия Борисовна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Компьютерный лабораторный практикум по физике как средство применения компьютерных технологий в учебном процессе

Автореферат

Автор научной работы: Икренникова, Юлия Борисовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2004
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Компьютерный лабораторный практикум по физике как средство применения компьютерных технологий в учебном процессе"

На правах рукописи

ИКРЕННИКОВА ЮЛИЯ БОРИСОВНА

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ФИЗИКЕ КАК СРЕДСТВО ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

13.00.08 - Теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва-2004

Работа выполнена на кафедре физики и высшей математики Московской государственной технологической академии

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор O.K. Филатов

кандидат технических наук, профессор В.Ф. Дмитриева

доктор педагогических наук, профессор O.A. Козлов

кандидат педагогических наук, доцент Т.А. Воронько

Ведущая организация: Институт информатизации образования РАО

Защита состоится « 01 » ел Я 2004 г. в И часов

на заседании диссертационного совета Д 212. 122.04 по присуждению ученой степени кандидата педагогических наук в Московской государственной технологической академии по адресу: 109004, г. Москва, ул. Земляной Вал, 73.

С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной технологической академии.

Автореферат разослан « 20 _» Фв&РД/1 р 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат педагогических наук, доцент - Е.А. Шашенкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ;

Актуальность исследования.

Современное общество принято называть постиндустриальным или информационным. Фундаментальные основы такого общества определяются технологиями создания, обработки, хранения и передачи информации, которые относятся к компьютерным и телекоммуникационным технологиям.

При переходе от индустриального общества к информационному, меняется характер образования. Оно становится одной из системообразующих основ информационного общества, так как способствует самореализации человека. Характерной чертой образования на современном этапе является возрастание объема поступающей информации и возникновение необходимости увеличения скорости ее обработки.

Проблематика, связанная с анализом характерных черт и особенностей образовательной системы в информационном обществе, в последние годы, в той или иной степени, затрагивается практически во всех работах, посвященных развитию идей и концепций информационного общества, постиндустриальной цивилизации, в том числе в работах: Г.В. Абрамяна, Г.А. Бордовского, Т.П. Ворониной, И.Б. Горбуновой, В.Н. Ермолаева, JI.A. Зайцевой, В.М. Зеленина, В.А. Извозчикова, О.И. Кочуровой, МЛ. Кулаковой, М.Б. Лебедевой, Е.И. Машбиц, О.Б. Медведева, А.Д. Московченко, Э. Тоффлера и многих других.

Одним из современных требований к струюуре знаний является: наличие высокого уровня компьютерной грамотности; умение применять различные программные продукты для достижения поставленной цели; знание функциональных и дидактических возможностей вычислительной техники и обучающих программ. /

Изменения, происходящие в образовании, относятся как к педагогике в целом, так и к конкретным методикам, и, прежде всего, к методике преподавания естественных, дисциплин, в. частности - физики. Быстрое развитие электронной техники делает важным согласование новых компьютерных технологий с методикой преподавания физики в целях достижения более глубокого, полного понимания сути рассматриваемых физических явлений и процессов. Сегодня особое место занимают исследовательские компьютерные программы. Компьютер привлекается не только для вычислений, которые включаются в общую схему изложения предмета, но и выступает как непосредственный инструмент исследования. Различные варианты применения компьютеров и компьютерных программ в проведе-

РОС.,НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.Петербург /Гл » ОЭ ТОО

нии физических экспериментов рассматриваются такими исследователями как: А.Б. Айнбиндер, Д.В. Ананьев, И.Б. Горбунова, П.В. Зуев, В.В. Кле-вицкий, И.С. Коребо, Н.Ю. Королева, МЛ. Кулакова, С.М. Куценко, A.B. Нуждин, В.И. Сельдяев и др.

Для эффективного использования различных средств информационных технологий в образовательном процессе необходимо знать их дидактические возможности и учитывать основные дидактические требования, предъявляемые к ним. Среди авторов, исследующих возможности компьютеров в повышении эффективности учебного процесса и дидактические требования к программным продуктам можно выделить: И.Е. Вострокну-това, Б.С. Гершунского, A.A. Кузнецова, Е.И. Машбиц, В. Оконь, И.В. Роберт, В.В. Рубцова, Т.А. Сергееву, O.K. Филатова и др.

Широкое применение информационных технологий и взгляд на компьютер как на новое средство обучения, свидетельствует о необходимости предъявления специфических требований к педагогам, заставляет пересмотреть их роль и место в обновленной системе образования. Эта идея озвучена в целом ряде работ таких авторов как: Е.С. Полат, А.Н. Маслов, О.Б. Медведев, Дж. Нокс, А.Ю. Уваров и др.

Компьютеризация изменяет в человеческой деятельности соотношение рутинных и творческих процессов. Возникает задача конфетного психологического анализа последствий компьютеризации и коррекции возможных негативных последствий. В работах многих исследователей: И.В. Волковой, Л.П. Гурьевой, О.В. Дорониной, Е.И. Машбиц, Л.А. Моисеенко, А.Е. Сережкиной, Е.А. Соловьевой, И.Е. Чернозубова и др. подтверждается, что компьютеры вносят существенное изменение в онтогенетическое и функциональное развитие психики.

Однако, не смотря на проводимые исследования вопросов психологии компьютеризации, сегодня недостаточно разработанными остаются вопросы, связанные с воздействием компьютеров на психофизиологическое состояние пользователей. В основном, такие исследования проводятся медиками, биологами и психологами, но они крайне мало учитываются педагогами, внедряющими компьютерные средства обучения (КСО) в учебный процесс. За рамками исследований педагогов, применяющих КСО, остались специфика и структура состояний пользователей, организация безопасного с медицинской и гигиенической точек зрения процесса работы с компьютером.

В связи с этим, актуальными представляются следующие аспекты исследования:

- изучение явления компьютеризации процесса обучения в совре-

менном информационном обществе;

- исследование возможностей компьютера и компьютерных программ в преподавании физики, в частности их применение при постановке эксперимента или проведении лабораторных работ, особенно дня студентов заочной формы обучения;

- анализ существующих основных дидактических требований, предъявляемых к различным средствам обучения, и, в частности, - к программно-педагогическим средствам;

- описание основных условий эффективного и грамотного (с дидактической и психофизиологической точек зрения) применения компьютеров в обучении.

Анализ литературы по теме диссертации позволил выявить противоречия, возникшие между ■ широкой практикой внедрения компьютерных технологий в учебный процесс и недостаточно разработанным направлением использования компьютерных технологий при обучении физике студентов заочной формы обучения, а также недостаточным теоретическим обоснованием психолого-эргономического принципа разработки и применения программно-педагогических средств, что и определило проблему исследования.

Объект исследования - применение компьютерных технологий в учебном процессе.

Предмет исследования - компьютерный лабораторный практикум по физике как средство применения компьютерных технологий в учебном процессе.

Цель исследования заключается в:

- теоретическом обосновании и разработке компьютерного лабораторного практикума по физике как программно-педагогического средства применения компьютерных технологий в учебном процессе.

- адаптации компьютерного лабораторного практикума по физике к особенностям заочной формы обучения.

Гипотеза исследования: эффективность применения компьютерного лабораторного практикума по физике как средства применения компьютерных технологий в системе заочного образования будет обусловлена:

- использованием психолого-эргономического принципа при создании и применении программно-педагогических средств обучения, а также при его учете для реализации компьютерного лабораторного практикума по физике, обеспечивающего условия совершенствования методики преподавания;

- применением компьютерных технологий в системе заочного обра-

зования, основанном на особой специфике выбора методов и технологий обучения, адекватных поставленным целям, содержанию обучения, возрастным особенностям студентов, форме обучения, обеспечивающих формирование глубоких знаний у студентов при экономии времени;

- выполнением требований высокого уровня организации контроля при заочной форме обучения, осуществляемом включением в лабораторный практикум тестов, реализующих контролирующие и управляющие воздействия в процессе обучения.

Исходя из цели и гипотезы сформулированы задачи исследования:

1. Провести теоретический анализ исследований по проблемам компьютеризации учебного процесса.-

2. Изучить существующие дидактические принципы использования компьютерных программных средств обучения в образовательном процессе и обосновать необходимость внедрения нового психолого-эргономического принципа , (на : примере компьютерного лабораторного практикума).,

3. Провести эмпирическое исследование применения компьютерного лабораторного практикума по физике для студентов заочной формы обучения.

4. Определить возможности контролирующих тестовых заданий компьютерного лабораторного практикума в повышении качества знаний по физике у студентов заочной формы обучения.

Методологическую основу исследования составили:

- основные положения технологии обучения в высшей школе С.И. Архангельского, С.Я. Батышева, П.И. Пидкасистого, O.K. Филатова и др.;

- общая методология обучения взрослых Т.Г. Браже, С.Г. Вершилов-ского, A.B. Даринского, Ю.Н. Кулюткина, В.Ю. Кричевского, JI.H. Jleco-хиной, H.H. Лобанова, А.Е. Марона, Е.И. Огарева, В.Г. Онушкина, Е.А. Соколовской, Г.С. Сухобской, Е.П. Тонконогой, О.Ф. Федоровой и др.;

- личностно-деятельностный подход к организации учебного процесса Л.С. Выготского, В.В. Давыдова, И.А. Зимней, А.Н. Леонтьева, Л.И. Новиковой, А.В< Петровского, С.Л. Рубинштейна, Е.А. Шашенковой;

- работы в области теории и методики информатизации образования Е.П. Велихова, А.Г. Гейна,. Б.С. Гершунского, И.Б.. Горбуновой, А.П .Ершова, В.А. Извозчикова, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.В. Рубцова, Е.К. Хеннера и др.;

- исследования по методике преподавания физике в высших учебных заведениях на основе-применения компьютерных обучающих программ М.Э. Агиштейна, А.Б. Айнбиндера, Д.В. Ананьева, Г.А. Бордовского, Г.М.

Водопьяна, И.Б. Горбуновой, В.А. Извозчикова, П.В. Зуева, В.В. Клевиц-кого, И.С. Коребо, Н.Ю. Королевой, МЛ. Кулаковой, С.М. Куценко, A.A. Мигдал, A.B. Нуждина, В.И. Сельдяева;

- теоретические исследования по дидактике Ю.К. Бабанского, В.В. Краевского, B.C. Леднева, И.Я. Лернера, М.Н. Скаткина и др.;

- исследования по педагогической психологии В.В. Давыдова, А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, ПЛ. Гальперина, Н.Ф. Талызиной, а также исследования по биофизическим и гигиеническим проблемам информатизации общества и компьютеризации процесса обучения Е.А. Аликперовой, В.М. Бондаровской, И.Е. Вострокнутова,. Дж. Мартин, Е.А. Сережкиной, Е.А. Соловьевой, М.И. Степановой, А.И. Тоом, И.Е. Чернозубова.

Методы исследования:

- изучение и анализ педагогической, методической, психологической и специальной литературы по исследуемому вопросу, анализ публикаций,. касающихся информационных и компьютерных технологий в образовании;

- наблюдение, беседа, опрос, анкетирование, тестирование;

- проведение эксперимента;

- статистическая обработка и анализ результатов эксперимента.

Решение задач исследования осуществляется поэтапно с 1999 года.

Научная новизна и теоретическая (значимость исследования состоит в следующем:

1. На основе существующих принципов создания и реализации программно-педагогических средств, впервые предложен новый психолого-эргономический принцип, который применен в создании компьютерного лабораторного практикума по физике.

2. Разработана технология проведения лабораторных занятий по физике со студентами заочной формы обучения, основанная на сочетании применения реальных и виртуальных лабораторных установок.

3. Разработана система тестовых заданий как неотъемлемая составляющая компьютерного лабораторного практикума при обучении студентов с учетом их психолого-физиологических особенностей на различных этапах заочного обучения.

Практическая значимость заключается в том, что:

1. Разработан компьютерный лабораторный практикум по физике, который является средством обучения студентов при применении компьютерных технологий в учебном процессе.

2. Предложены научно-практические рекомендации по применению компьютерного лабораторного практикума по физике и организации контроля и самоконтроля знаний для студентов заочной формы обучения, ко-

торые обеспечивают повышение уровня знаний по физике.

2. Компьютерный лабораторный практикум по физике внедрен в практику работы преподавателей кафедры физики и высшей математики Московской государственной технологической академии, внедряется при проведении лабораторных занятий по физике в филиалах и представительствах Mi ТА.

3. Результаты исследования могут быть экстраполированы на другие естественнонаучные дисциплины.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается комплексной методикой исследования, соответствием использованных методов задачам исследования, использованием статистических методов обработки результатов исследования, апробацией полученных результатов в учебном процессе.

Положения, выносимые на защиту:

1. Существующие дидактические требования, предъявляемые к программно-педагогическим средствам необходимо дополнить новым - психолого-эргономическим требованием, который повысит качество создаваемых компьютерных обучающих программ и эффективность их использования, особенно для студентов заочной формы обучения.

2. Современные компьютерные средства обучения позволяют осуществлять более гибкую систему обучения при увеличении самостоятельной познавательной деятельности студентов, посредством реализации компьютерного лабораторного практикума.

3. Широкие возможности компьютерного лабораторного практикума обеспечивают организацию эффективных форм контроля и самоконтроля при активном использовании тестовых заданий, обеспечивающих систематичность и вариативность контроля.

Апробация н внедрение. Основные результаты исследования докладывались и получили одобрение на: VII-ой Международной научно-методической конференции «Инновационные технологии обучения в высшей профессиональной школе». Москва, МГТА, март 2001 г.; Конференции молодых ученых. Москва, МГТА, 2001 г.; XI и XII конференциях-выставках «Информационные технологии в образовании», Москва, МИФИ, ноябрь 2001, 2003 гг.; VIII Международной научно-практической конференции «Проблемы повышения качества подготовки специалистов». Москва, МГТА, март 2002 г.; VII учебно-методической конференции стран Содружества г. Санкт-Петербург, май 2002 г.; Всероссийской научно-методической конференции "Вузовский учебник XXI века».- Краснодар, сентябрь 2002 г.; Всероссийской научно-практической конференции

«Формирование учебных умений в процессе реализации стандартов образования», Ульяновск, УГЛУ, январь 2003 г.; IX Международной научно-методической конференции «Проблемы управления качеством подготовки специалистов в системе непрерывного профессионального образования». Москва, МГТА, март 2003 г.; VI Международной научно-методической конференции "Новые информационные технологии в электротехническом образовании», Астрахань, 2003 г.

Решение задач исследования осуществлялось поэтапно с 1999 года.

На первом этапе (1999-2000 гт.) было выявлено состояние рассматриваемой проблемы, проводились наблюдения за-учебным процессом, анализировалась работа преподавателей, изучались работы отечественных и зарубежных авторов по исследуемой теме, формировался понятийный аппарат, формулировались цель, задачи, гипотеза исследования.

На втором этапе (2000-2002 гг.) был сделан выбор методов исследования. Проводился педагогический эксперимент, осуществлялось накопление эмпирических знаний, разрабатывались и апробировались формы и методы применения компьютерного лабораторного практикума, исследовалось влияние на психологическое и физиологическое состояние студентов в процессе работы с компьютерным лабораторным практикумом.

На третьем этапе (2002-2003 гг.) проводились дополнительные педагогические эксперименты, оценивалась эффективность различных вариантов применения компьютерного лабораторного практикума, сопоставлялись различные варианты организации контроля знаний студентов, велась разработка контролирующих тестовых заданий по физике, для студентов, обучающихся по гуманитарным направлениям. Обобщались полученные результаты, формулировались основные выводы, осуществлялось внедрение полученных результатов в учебных процесс.

Структура г и объем диссертационной < работы. Диссертационная работа включает в себя введение, три главы, заключение, список использованной литературы и приложение. Библиография содержит 130 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ?

Во введении раскрывается актуальность выбранной темы диссертационной работы, определены цель, объект, предмет и задачи исследования. Сформулированы основные гипотезы, выдвигаемые для исследования, и основные положения, выносимые на защиту.

В-первой главе «Анализ возможностей« и реализации компьютерных технологий в образовании» рассматривается процесс компьютеризации образования в современном информационном обществе, раскрываются наиболее важные его особенности применительно к обучению физике.

Автором, на основании работ современных исследователей (Т.П. Ворониной, И.Б. Горбуновой, В.Н. Ермолаева, JI.A. Зайцевой, МЛ. Кулаковой, О.Б. Медведева, А.Д. Московченко, Э. Тоффлера, O.K. Филатова и др.), дается анализ характерных черт и особенностей образовательной системы в информационном обществе. Такое общество характеризуется непрерывным образованием и самообразованием как неотъемлемой формой существования всех возрастных групп.

К числу наиболее важных особенностей перспективной системы образования следует отнести фундаментализацию, которая способна существенным образом повысить его качество, поскольку направлена на изучение основных законов природы и общества, а также природы и назначения самого человека. Такой подход позволит научиться самостоятельно находить и принимать ответственные решения в условиях неопределенности, в критических и стрессовых ситуациях, при столкновении с новыми сложными природными и социальными явлениями. Физике как учебному предмету в этом смысле отводится особая роль в отношении всех ветвей образования: от гуманитарного до естественнонаучного и технического.

Анализ истории становления и развития компьютеризированного обучения, начиная с самых ранних разработок принципов программированного обучения и создания первых обучающих машин, вплоть до возможностей микрокомпьютеров наших дней позволил раскрыть важную роль применения компьютеров для решения задач различного типа: познавательных, учебных, мыслительных, исследовательских. Причем особое место занимают исследовательские задачи, способствующие развитию у студентов самостоятельности, активности, умению экспериментально доказать выдвинутую гипотезу и получить новое знание.

При трактовке понятия «исследовательская задача» используется определение, данное Е.А. Шашенковой, согласно которому, «это специфический тип задачи, направленный на разрешение проблемы, определенной в ходе анализа возникших познавательных или практических трудностей (затруднений), основанных на обосновании и доказательстве гипотезы, требующий самостоятельного поиска решения задачи с использованием известных или новых научных методов и приемов исследования, а также самостоятельного вывода, представляющего интерес для теории и практи-

ки». Таким образом, проведение физических экспериментов тесно связано с постановкой и решением исследовательской задачи, решение которой строится на постановке проблемы, выдвижении гипотезы, количественном и качественном анализе результатов полученных данных и использованием для этого компьютерных программ.

Изучение работ по проблеме использования компьютеров и компьютерных программ в проведении физических экспериментов таких авторов как: А.Б. Айнбиндер, Д.В. Ананьев, И.Б. Горбунова, П.В. Зуев, В.В. Кле-вицкий, И.С.'Коребо, Н.Ю. Королева, МЛ. Кулакова, С.М. Куценко, A.B. Нуждин, В.И. Сельдяев и др., позволило выделить несколько вариантов их применения, которые разделены , нами, в том числе, на два основных направления:

1. Применение компьютеров для обработки данных эксперимента..

2. Применение компьютеров для непосредственного проведения эксперимента (для получения экспериментальных данных), (рис. 1)

__Рисунок 1.

Компьютер в эксперименте

, ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДД] Д1ЫХ ЭКСПЕРИМЕНТА у- ; - ' "

Использование специализированных программных продуктов I

Прикладные математические пакеты

Электронные таблицы

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ (ПОЛУЧЕНИЯ ДАННЫХ) ЭКСПЕРИМЕНТА

Использование дополнительного лабораторного оборудования

--4.......

Измерительное оборудование

Демонстрационное оборудование

Применение программ компьютерного моделирования I

1 » t ! 1 Готовые программы Требующие навыков программирования

___________t_________

~ Г

Повторяющие реальные эксперименты Моделирующие ситуации невозможные для наблюдения

Как показывают эмпирическое и пилотажное исследования, широкое внедрение компьютерных технологий в преподавание физики значительно раздвигает границы изучения физики как науки, так и методики ее препо-

давания. Использование современных компьютерных технологий позволяет пересмотреть и существенно улучшить методику изложения ряда тем по физике, на основе, например, численного решения уравнений движения, эффективной динамической иллюстрации сложных динамических зависимостей и др. Компьютер позволяет получать наглядные запоминающиеся иллюстрации изучаемых физических явлений во всей их динамике, воспроизводить такие детали физических явлений, которые трудно объяснить с помощью традиционных методов обучения или вообще невозможно оценить при непосредственном наблюдении.

Следовательно, компьютеризацию обучения можно считать одной из форм образования, в которой-используется метод программированного обучения, сам компьютер выступает одной из его категорий. При этом компьютерные обучающие программы рассматриваются как программно-педагогические средства, эффективная реализация которых зависит от соблюдения основных правил и условий применения компьютерных технологий в учебном процессе.

Во второй главе «Условия эффективного применения компьютерных технологий в учебном процессе» рассматриваются факторы, от которых во многом зависят результаты компьютеризации образования.

Прежде всего, компьютерные программы и средства обучения повысят продуктивность учебно-воспитательного процесса только в том случае, если их создатели и преподаватели, внедряющие их в учебный процесс, хорошо представляют себе и понимают педагогические цели и психологические основы их применения.-В диссертационном исследовании, на основе анализа работ по психологическим и педагогическим проблемам информатизации общества и компьютеризации процесса обучения (С.М. Авдеевой, Л.Н. Бабанина, А.Е. Войскунского, И.В. Волковой, В.Г. Гарай, Л.П. Гурьевой, О.В. Дорониной, М.И. Жалдак, А.К. Капитанской, В-Я. Ляудис, Е.И. Машбиц, Л.А. Моисеенко, И.В. Роберт, Г.П..Чепуренко и др.), раскрывается необходимость предъявления специфических требований к педагогам, работающим в обновленной системе образования. Современный педагог, вне зависимости от его предметной специализации, должен органично использовать все преимущества информационных и телекоммуникационных технологий в обучении «своей» дисциплине и быть способным научить применять эти технологии на практике. Кроме того, владение преподавателем, информационными и компьютерными технологиями играет большую воспитательную роль, поскольку в этом случае преподаватель способен вести диалог с обучающимися, формировать у них мышление, культуру речи и общения.

Для грамотного и эффективного использования различных средств новых информационных технологий (НИТ) в образовательном процессе необходимо знать их дидактические возможности и учитывать основные дидактические требования, предъявляемые к ним. В результате проведенного анализа работ авторов, исследующих вопросы дидактики в применении компьютеров в учебном процессе (Ю.К. Бабанский, И.Е. Вострокну-тов, Б.С. Гершунский, В.В. Краевский, А.А. Кузнецов, B.C. Леднев, ИЛ. Лернер, В. Оконь, И.В. Роберт, В.В. Рубцов, Т.А. Сергеева, О.К. Филатов и др.), нами выделены наиболее значимые- дидактические, требования, предъявляемые к программно-педагогическим средствам (ППС), которые, заключаются в выполнении следующих принципов: научности-, систематичности и последовательности обучения, его связи с практикой; сознательности и активности обучаемых; наглядности; индивидуализации', доступности.

При этом следует подчеркнуть, что сам компьютер, строго говоря, не.является носителем дидактических возможностей, так как эффективность их использования в учебном процессе определяется свойствами программно-педагогических средств.

В результате проведенного анализа, мы ввели новое требование к программно-педагогическим средствам,, заключающееся в соблюдении психолого-эргономического принципа их создания и применения, таким образом, нами определена необходимость уделения серьезного внимания психофизиологическим особенностям индивида при работе с компьютером. Формируемое информационное общество и информатизация образования настоятельно требуют умений грамотной и безопасной работы не только с информацией, но и с техникой, эту информацию обрабатывающей. Соблюдение психолого-эргономического принципа реализации программно-педагогических средств заключается в решении следующих основных задач: защита от электромагнитного излучения; выполнение требований по представлению информации на экране монитора; выполнение требований к яркостным характеристикам монитора и цветовому представлению информации.

Выполнение этих требований обеспечивает повышение качества создаваемых компьютерных обучающих программ и эффективность их применения, за счет соблюдения параметров, обеспечивающих более глубокое усвоение представляемой информации, создания зрительного комфорта -для пользователя, построения дружественного интерфейса и архитектуры как самой обучающей программы, так и рабочего места пользователя.

Основные положения предложенного психолого-эргономического

принципа использовались при создании компьютерной версии лабораторного практикума по физике на кафедре Физики и высшей математики Московской государственной технологической академии. Концепция создания компьютерного практикума была представлена и одобрена на различных международных и всероссийских научно-практических и научно-методических конференциях, посвященных применению информационных технологий в образовании.

В третьей главе «Методические основы применения компьютерного лабораторного практикума по физике в вузе» компьютерные средства обучения и компьютерный класс рассматриваются как модель реальной информационной среды. Структура объединения отдельных компонент компьютерного класса в единую вычислительную систему может в основном соответствовать структуре информационной среды современной исследовательской научной лаборатории, а также (если рассматривать компьютерный класс, применительно для других областей), типичного малого или среднего предприятия. Следовательно, в качестве одной из функций компьютерной обучающей среды можно рассматривать подготовку обучаемых к жизни и работе в современном информационном обществе.

В данной главе обосновывается способ наиболее эффективного применения компьютерного лабораторного практикума в обучении физике студентов заочной формы обучения, который основывается на сочетании применения реальных и виртуальных лабораторных установок. Параллельное использование виртуальных моделей и реальных лабораторных установок помогает студентам глубоко прорабатывать теоретическую часть работы, в реальном режиме времени наблюдать все изучаемые процессы, самим изменять начальные условия, фиксировать происходящие изменения и делать выводы о справедливости выдвигаемых гипотез. Следовательно, студенты имеют возможность логично связывать наблюдаемые виртуальные процессы с реально существующими явлениями в природе, что помогает более глубокому усвоению студентами целей и задач эксперимента, способствует повышению качества знаний, развивает познавательную активность, усиливает профессиональную мотивацию обучения.

Как составляющая неотъемлемая часть компьютерного лабораторного практикума рассматривается контролирующее тестовое задание, обеспечивающее систематичность и вариативность контроля. Тестовые задания способствуют лучшему усвоению изучаемого материала, являются хорошим тренажером в подготовке к выполнению и защите лабораторных работ, формируют представление о требуемом уровне знаний. Предложено

контролирующее задание для студентов гуманитарных направлений, способствующее овладению основными определениями и понятиями и развивающее способность узнавать одно и тоже явление, выраженное в разных формах, или сообщать информацию различными способами.

В данной главе описывается ход эксперимента и его результаты. Исследование проводилось с целью определения эффективных форм применения компьютерного лабораторного практикума, в результате чего решены следующие задачи:

1. Определены возможные варианты взаимоисключения натурного и виртуального экспериментов или их дополнение друг друга;

2. Выделены возможности компьютерного практикума в формировании знаний по физике у студентов обучающихся заочно, а также у студентов, изучающих физику в рамках курса «Концепции современного естествознания»;

3. Определены разделы физики, для изучения которых применение компьютерного практикума наиболее эффективно.

Эксперимент проводился на основе применения разработанного на кафедре Физики и высшей математики Московской государственной технологической академии компьютерного лабораторного практикума по физике. Для получения и анализа данных исследовалась работа студентов за-. очной формы обучения технологических специальностей.

Потоки студентов делились на четыре группы:

1-ая группа выполняла лабораторные работы только с использование компьютерного лабораторного практикума;,

2-ая группа - только на реальных лабораторных установках;-

3-я и 4-ая группы выполняли лабораторные работы, параллельно используя реальные и виртуальные установки для изучения одного вида физического явления. Всего за рассматриваемый период (1999-2000, 20002001, 2001-2002 уч. гг.) общее число участников эксперимента составило около 700 человек.

Полученные данные исследования, отраженные в таблице 1 и гистограммах I и 2 доказывают:

- эффективность использования компьютерного лабораторного практикума для изучения теории, рассматриваемых явлений и проведения ла-~ бораторных работ;

- в процессе познания законов природы необходимо не взаимоисключение натурного и модельного экспериментов, а. их дополнение, что обеспечивает организацию более эффективного процесса обучения.

Таблица 1

средние показатели распределения оценок в %-ом отношении за весь рассматриваемый период -

Группа I курс II курс

Удовл. % Хор. % Отл. % Удовл. % Хор. % Отл. %

I 38,6 49,9 11,6 36,4 51,9 11,7

П 56,3 34,7 9,0 65,8 30,7 3,5

III 27,8 52,7 19,4 22,8 54,3 22,9

IV. 29,8 53,2 17,0 22,0 59,3 18,7

Распределение средних показаний полученных оценок отражены на гистограммах 1 (условные оценки за 1 курс) и 2 (за 2 курс).

Гистограмма 1

средние показатели оценок (%), полученных при защите лабораторных работ за 1 курс.

удовя

| в 1 группа • : В 2 группа ; О 3 группа | ,□4 группа!

хорошо

отлично

Гистограмма 2:

средние показатели оценок (%), полученных при защите лабораторных работ за 2 курс.

Во время исследования, было отмечено, что разные группы по-разному усваивали материал выполняемых одних и тех же лабораторных работ, на основании чего был сделан вывод о том, что на качество овладения знаниями влияли условия, при которых эти работы выполнялись (форма ознакомления с теорией, непосредственная работа с установками и с измерительными приборами).

Для доказательства эффективности применения компьютерного лабораторного практикума анализировались результаты защиты лабораторных работ студентов-заочников технологических специальностей. В диссертационной работе в качестве примера рассматриваются результаты защиты лабораторных работ студентами II курса, специальности 2712 «Технология продуктов общественного питания» (группа 2) набора 2001-2002 уч. года (18 человек). После защиты, двенадцати из них, получившим отметку «3» было предложено повторить теорию лабораторных работ с помощью компьютерного лабораторного практикума. После чего, они снова защищали те. же лабораторные работы.

Результаты двукратной защиты лабораторных работ студентами представляют измерения по шкале порядка (5-ти балльная шкала) такого качества, как усвоение определенных понятий. В этих условиях применяется односторонний знаковый критерий для выявления тенденции изменения состояния знаний студентов после применения компьютерного лабораторного практикума.

Проверяется гипотеза Щ: состояние знаний студентов не повысилось после изучения теории лабораторных работ при помощи компьютерного лабораторного практикума - при альтернативе Щ: состояние знаний студентов повысилось после использования компьютерного лабораторного практикума.

Определение критических значений знакового критерия (Га или /а.,) осуществляется по формуле:

га =0,5(и + Гйл/й) , где га - критическое значение статистики,

1¥а - квантиль нормального распределения, определяемый для вероятности а (при а = 0,05, 1Уа = -1,64). п - объем выборки.

Выполняется неравенство Гнабшод.> (8 > 7).

Но отклоняется на уровне значимости а, если Г„абЛЮд. > и-'«- Поэтому в соответствии с правилом принятия решения нулевая гипотеза Но отклоняется на уровне значимости а (а = 0,05) и принимается альтернативная

гипотеза Н]. Это позволяет сделать вывод об улучшении знаний учащихся после использования компьютерного лабораторного практикума.

Так как в МГТА лабораторные работы по физике выполняют не только студенты, изучающие физику как отдельную учебную дисциплину, но и студенты, изучающие физику в рамках курса «Концепции современного естествознания», было решено проверить, есть ли существенные различия в знаниях изучаемых физических явлений между этими студентами, при условии использования ими компьютерного лабораторного практикума.

Проводилась проверка усвоения знаний по физике студентами заочной формы обучения технологических специальностей, изучающих физику как отдельную дисциплину и студентами экономических специальностей, изучающих физику в рамках курса «Концепции современного естествознания».

В диссертационную. работу включены данные проверки усвоения знаний по физике (на примере усвоения явления, фотоэлектрического эффекта) студентами заочной формы обучения, специальностей 0135 «Биоэкология» и 3117 «Водные ресурсы и аквакультура» («! = 32) и студентами специальности 0611 «Менеджмент организации» (п2 = 27). Для проверки усвоения понятия фотоэффекта предлагалось ответить на 4 вопроса, каждый из которых проверяет знания на определенном уровне (знание фактов; осуществление логических операций по образцу; определение связей; творческая активность). Ответ на вопрос первого уровня оценивался 1 баллом, второго уровня - 2 баллами, 3-го - 3,4-го - 4.

Проверялось предположение о том, при условии использования компьютерного лабораторного практикума, усвоение проверяемых знаний у студентов заочной формы обучения. технологической и экономической специальностей, то есть, изучающих физику как отдельную дисциплину или в рамках курса «Концепции современного естествознания», не имеет существенных различий.

Проверка предположения проводилась при помощи медианного критерия.

Гипотеза Но: медианы распределения студентов по числу баллов, полученных за выполнение работы, одинаковы в совокупностях студентов заочной формы обучения технологической и экономической специальностей, т.е. Ш1 = тг. Альтернативная гипотеза Щ: ГП[ Ф т2.

Значения обеих выборок делятся на две категории: больше медианы (> т) и меньше или равны медиане (< т). Полученные результаты записаны в форме таблицы 2x2:

(>ш) (<Щ)

А В»

С Ь

I СЯ

Значение статистики медианного критерия находим по формуле:

т~(А+ВХс+ВХЛ+С)(В+О) 1,47

кЩТЩаТЩВ

Для уровня значимости а = 0,05 и одной степени свободы Т,фИТИЧ. =

3,84.

Согласно правилу принятия решения, на уровне значимости а = 0,05 нет достаточных оснований для отклонения нулевой гипотезы Но- Следовательно, нет достаточных оснований считать различными медианы распределения студентов по числу баллов, полученных при проверке усвоения явления фотоэффекта, а значит, считать различными уровни усвоения явления фотоэффекта студентами заочной формы обучения технологической и экономической специальностей при условии использования компьютерного лабораторного практикума.

Для подтверждения этого вывода и, следовательно, подтверждения целесообразности применения компьютерного лабораторного практикума по физике был проведен еще один анализ, при котором были изучены показатели защиты лабораторных работ, выполненных без применения компьютерного лабораторного практикума, студентами заочной формы обучения, изучающими физику как отдельную учебную дисциплину или в рамках курса «КСЕ».

В работе приведены результаты защиты лабораторных работ студентами специальности 0608 «Экономика и управление на предприятиях» (по отраслям) («] = 29) и специальности 0604 «Финансы и кредит» {щ = 26). Для'проверки усвоения знаний рассматривалось явление фотоэлектрического эффекта.

На основе распределения рядов студентов каждой выборки по числу баллов проверялось предположение, что усвоение проверяемых знаний по физике у студентов специальности 0608 и специальности 0604 не имеет существенных различий.

Значение статистики медианного критерия Т= 4,38.

Для уровня значимости а = 0,05 и одной степени свободы Тцр,™,,. =

3,84.

Согласно правилу принятия решения, на уровне значимости а = 0,05 нулевая гипотеза отклоняется и принимается альтернативная. То есть, при традиционной форме обучения, существуют определенные различия в усвоении знаний по физике студентами заочной формы обучения, изучающих физику как отдельную учебную дисциплину или в рамках курса «КСЕ».

Изучив активность студентов при выполнении работ, их реакцию на наблюдаемое явление или процесс, восприятие ими фиксируемых показателей и глубину усвоенных знаний, лабораторные работы были разделены на две основные подгруппы. В первую подгруппу вошли работы, проводить которые целесообразно на реальных лабораторных установках. Во вторую подгруппу вошли работы, для проведения которых полезно использовать возможности компьютера так как чтобы грамотно и доступно объяснить природу изучаемых явлений, необходимо применять возможности виртуального изображения, позволяющего показать все скрытые от глаз человека процессы.

Заочная форма обучения требует высокого уровня организации контроля: формы контроля должны отличаться большим многообразием, гибкостью и т.д. Сегодня реализовать контролирующие и управляющие воздействия в процессе обучения можно с помощью тестов.

Наблюдение за студентами, анкетирование во время защиты лабораторных работ, и анализ полученных ими при этом отметок, позволили зафиксировать, что студенты, работавшие с компьютерным лабораторным практикумом (КЛП) были лучше подготовлены к защите. Они более уверенно отвечали на вопросы, лучше владели языком физики и более четко формулировали свои ответы, были психологических готовы к задаваемым им вопросам на защите и лучше представляли себе сценарий ответа. Была выдвинута гипотеза о том, что благотворное влияние на качество подготовки оказало то, что работая с КЛП, они в обязательном порядке отвечали на вопросы тестов, допускающих их к работе. Для подтверждения гипотезы было проведено дополнительное исследование. В диссертации приведен анализ защиты лабораторных работ студентов заочной формы обучения специальности 2712 «Технология продуктов общественного питания» (гистограмма 3). Студентов разделили на шесть групп: три группы получали допуск к выполнению лабораторной работы после прочтения ими методических указаний без прохождения контроля; другие три группы допускались к работе только после успешного прохождения теста. Главное внимание уделялось знанию явления, изучаемого в конкретной работе, умению формулировать его определение и объяснять смысл, знанию основ-

ных физических формул данного раздела физики.

Гистограмма 3

распределение оценок, полученных при защите лабораторных работ студентами заочной формы обучения •

подгруппа подгруппа подгруппа подгруппа подгруппа подгруппа V__1__•■ 2. 3. ^ 4. 5. 6. У

не проходили тест проходили тест

«хорошо» [?*] - «удовлетворительно»

Полученные данные позволяют сделать выводы о том, что промежуточный тестовый контроль не только обеспечивает более качественное и глубокое усвоение изучаемого материала, но и помогает овладению специфическим языком физики, а также приобретенные знания и опыт при прохождении тестов влияют на более успешную сдачу зачетов и экзаменов по физике в конце курса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты полученных теоретических и опытно-экспериментальных материалов подтверждают выдвинутую гипотезу и дают основание сформулировать следующие выводы::

Проведенный анализ отечественного и зарубежного опыта применения компьютерных технологий в образовательном процессе показал, что компьютеризацию обучения можно считать одной из форм образования, в которой используется метод программированного обучения, а сам компьютер выступает одной из его категорий. При этом компьютерные обучающие программы рассматриваются как программно-педагогические средства, эффективная реализация которых зависит от соблюдения основных правил и условий применения компьютерных технологий в учебном процессе.

При разработке и применении программно-педагогических средств следует учитывать психологические и физиологические особенности индивида при работе с компьютером. Следовательно, к программно-педагогическим средствам, наряду с существующими дидактическими требованиями, необходимо предъявлять новое - психолого-эргономическое, обеспечивающее-повышение эффективности их применения в учебном процессе.

Для наиболее эффективного применения компьютерного лабораторного практикума по физике в системе заочного образования необходимо не взаимоисключение реального и виртуального экспериментов, а их дополнение, что обеспечивает гибкую систему обучения, адекватную его содержанию, возрастным особенностям студентов и выбранной форме обучения.

Включение: системы тестовых заданий как неотъемлемой составляющей компьютерного лабораторного практикума на различных этапах работы обеспечивает более качественное и глубокое усвоение изучаемого материала, реализует контролирующие и управляющие воздействия в процессе обучения, способствует осуществлению самоконтроля знаний.

ПУБЛИКАЦИИ

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях диссертанта:

1. Икрешшкова Ю.Б. Цели обучения - структурные составляющие технологии обучения. Материалы VII Международной научно-методической конференции «Инновационные технологии обучения в высшей профессиональной школе». Выпуск 5. М., МГТА, 2001 г. С. 263-264.

2. Икренникова Ю.Б. Применение информационных технологий обучения в вузе. Сборник научных трудов молодых ученых МГТА. Выпуск 1. М., МГТА, 2001 г. С. 38-42.

3. Дмитриева В.Ф., Икренникова Ю.Б. Компьютерный лабораторный практикум - составляющая часть учебного процесса по физике. Сборник трудов XI конференции-выставки «Информационные технологии в образовании» Часть III. - М.: МИФИ, 2001 г. С. 23-24.

4. Икренникова Ю.Б. Компьютерные программы как средство организации комплекса занятий по естественнонаучным дисциплинам. Сборник статей VIII Международной научно-практической конференции «Проблемы повышения качества подготовки специалистов». Выпуск 6. М., МГТА, 2002 г. С. 175-177.

5. Дмитриева В.Ф., Икренникова Ю.Б. Компьютерные технологии в ла-

бораторном практикуме. Сборник тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества « Современный физический практикум», СПб, 2002 г. С. 164-165.

6. Филатов О.К., Дмитриева В.Ф. Икренникова Ю.Б. Особенности электронного учебника по физике. Материалы Всероссийской научно-методической конференции "Вузовский учебник XXI века». Кубан. гос. технолог, ун-т. - Краснодар, 2002 г. С. 21-25.

7. Икренникова Ю.Б., Дмитриева В.Ф. Основные составляющие грамотного применения компьютерных технологий в учебном процессе. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции «Формирование учебных умений в процессе реализации стандартов образования», Ульяновск, У ГПУ, 2003 г. С. 36-38.

8. Дмитриева В.Ф., Икренникова Ю.Б. Становление и развитие компьютеризированного обучения. Сборник статей ЕХ Международной научно-методической конференции «Проблемы управления качеством подготовки специалистов в системе непрерывного профессионального образования». Выпуск 7. Том. 1. Москва, МГТА, 2003 г. С. 297-303.

9. Икренникова Ю.Б. Компьютерные технологии как средство повышения качества обучения физике. Сборник статей IX Международной научно-методической конференции «Проблемы управления качеством подготовки специалистов в системе непрерывного профессионального образования». Выпуск 7. Том. 2. Москва, МГТА, 2003 г. С. 121-130.

10. Дмитриева В.Ф., Икренникова Ю.Б., Филатов О.К. Компьютерные технологии в физическом эксперименте. Сборник науч. трудов. VI Международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в электротехническом образовании», Астрахань, 2003 г. С. 223-225.

11. Филатов О.К., Дмитриева В.Ф., Икренникова Ю.Б. Подготовка преподавателей к применению информационных технологий. Сборник науч. трудов. VT Международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в электротехническом образовании», Астрахань, 2003 г. С. 323-325.

12. Дмитриева В.Ф., Икренникова Ю.Б. Об опыте применения компьютерного лабораторного практикума по физике в образовательном процессе. Збфник науковых праць Кам'янец-Подшьского Державного ушверситету. Cepiя педагопчна. Випуск 9., 2003 г, С. 142-143.

13. Икренникова Ю.Б. Концепции современного естествознания (учебное пособие). М., «Высшая школа», 2003 г.

Заказ № 3

Объем 1 печ. л._Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Педагогика» Москва, ул. Погодинская, д. 8

»-3999

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Икренникова, Юлия Борисовна, 2004 год

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАНИИ

1.1. Фундаментальное образование в информационном обществе.

1.2. Становление и развитие компьютеризированного обучения.

1.3. Компьютерные технологии в физическом эксперименте

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

2.1. Принципы создания и реализации программно-педагогических средств в учебном процессе.

2.2. Психофизиологические условия оптимизации учебного процесса при работе с компьютером.

2.3. Компьютерные технологии в работе преподавателей высшей школы.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА В ВУЗЕ

3.1. Компьютерные технологии в создании информационно-обучающей среды.

3.2. Соотношение реального и виртуального эксперимента на лабораторных занятиях по физике.

3.3. Тестирование как составляющая часть компьютерного лабораторного практикума.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Компьютерный лабораторный практикум по физике как средство применения компьютерных технологий в учебном процессе"

Проблематика, связанная с анализом характерных черт и особенностей образовательной системы в информационном обществе, в последние годы, в той или иной степени, затрагивается практически во всех работах, посвященных развитию идей и концепций информационного общества, постиндустриальной цивилизации, в том числе в работах: Г.В. Абрамяна, Г.А. Бордовского, Т.П. Ворониной, И.Б. Горбуновой, В.Н. Ермолаева, JT.A. Зайцевой, В.М. Зеленина, В.А. Извозчикова, О.И. Кочуровой, М.Я. Кулаковой, М.Б. Лебедевой, Е.И. Машбиц, О.Б. Медведева, А.Д. Московченко, Э. Тоффлера и многих других.

Одним из современных требований к структуре знаний является: наличие высокого уровня компьютерной грамотности; умение применять различные программные продукты для достижения поставленной цели; знание функциональных и дидактических возможностей вычислительной техники и обучающих программ.

Изменения, происходящие в образовании, относятся как к педагогике в целом, так и к конкретным методикам, и, прежде всего, к методике преподавания естественных дисциплин, в частности - физики. Быстрое развитие электронной техники делает важным согласование новых компьютерных технологий с методикой преподавания физики в целях достижения более глубокого, полного понимания сути рассматриваемых физических явлений и процессов.

Сегодня особое место занимают исследовательские компьютерные программы. Компьютер привлекается не только для вычислений, которые включаются в общую схему изложения предмета, но и выступает как непосредственный инструмент исследования. Различные варианты применения компьютеров и компьютерных программ в проведении физических экспериментов рассматриваются такими исследователями как: А.Б. Айнбиндер, Д.В. Ананьев, И.Б. Горбунова, П.В. Зуев, В.В. Клевицкий, И.С. Коребо, Н.Ю. Королева, М.Я. Кулакова, С.М. Куценко, А.В. Нуждин, В.И. Сельдяев и др.

Для эффективного использования различных средств информационных технологий в образовательном процессе необходимо знать их дидактические возможности и учитывать основные дидактические требования, предъявляемые к ним. Среди авторов, исследующих возможности компьютеров в повышении эффективности учебного процесса и дидактические требования к программным продуктам можно выделить: И.Е. Вострокнутова, Б.С. Гершунского, А.А. Кузнецова, Е.И. Машбиц, В. Оконь, И.В. Роберт, В.В. Рубцова, Т.А. Сергееву, O.K. Филатова и др.

Компьютеризация изменяет в человеческой деятельности соотношение рутинных и творческих процессов. Возникает задача конкретного психологического анализа последствий компьютеризации и коррекции возможных негативных последствий. В работах многих исследователей: И.В. Волковой, Л.П. Гурьевой, О.В. Дорониной, Е.И. Машбиц, JT.A. Моисеенко, А.Е. Сережкиной, Е.А. Соловьевой, И.Е. Чернозубова и др. подтверждается, что компьютеры вносят существенное изменение в онтогенетическое и функциональное развитие психики.

В связи с этим, актуальными представляются следующие аспекты исследования:

- анализ информатизации и компьютеризации процесса обучения;

- исследование возможностей компьютерных технологий в преподавании естественнонаучных дисциплин, в частности их применение при постановке эксперимента или проведении лабораторных работ по физике, особенно для студентов заочной формы обучения;

- анализ- существующих основных дидактических требований, предъявляемых к программно-педагогическим средствам;

Анализ литературы по теме диссертации позволил выявить противоречия, возникшие между широкой практикой внедрения компьютерных технологий в учебный процесс и недостаточно разработанным направлением использования компьютерных технологий при обучении физике студентов заочной формы обучения, а также недостаточным теоретическим обоснованием психолого-эргономического принципа разработки и применения программно-педагогических средств, что и определило проблему исследования.

Объект исследования - применение компьютерных технологий в учебном процессе.

Цель исследования заключается в:

- теоретическом обосновании и разработке компьютерного лабораторного практикума по естественнонаучным дисциплинам, в частности, по физике как программно-педагогического средства применения компьютерных технологий в учебном процессе.

- адаптации компьютерного лабораторного практикума по физике к особенностям заочной формы обучения.

- применением компьютерных технологий в системе заочного образования, основанном на особой специфике выбора методов и технологий обучения, адекватных поставленным целям, содержанию обучения, возрастным особенностям студентов, форме обучения, обеспечивающих формирование глубоких знаний у студентов при экономии времени;

Исходя из цели и гипотезы сформулированы задачи исследования:

1. Провести теоретический анализ исследований по проблемам компьютеризации учебного процесса. Теоретически обосновать и создать компьютерный лабораторный практикум по физике.

2. Обосновать необходимость внедрения нового психолого-эргономического принципа (на примере компьютерного лабораторного практикума).

3. Провести экспериментальное исследование применения компьютерного лабораторного практикума по физике для студентов заочной формы обучения.

Методологическую основу исследования составили:

- основные положения технологии обучения в высшей школе С.И. Архангельского, П.И. Пидкасистого, O.K. Филатова и др.;

- общая методология обучения взрослых Т.Г. Браже, С.Г. Вершиловского, А.В. Даринского, Ю.Н. Кулюткина, В.Ю. Кричевского, JI.H. Лесохиной, Н.Н. Лобанова, А.Е. Марона, Е.И. Огарева, В.Г. Онушкина, Е.А. Соколовской, Г.С. Сухобской, Е.П. Тонконогой, О.Ф. Федоровой и др.;

- личностно-деятельностный подход к организации учебного процесса Л.С. Выготского, В.В. Давыдова, И.А. Зимней, А.Н. Леонтьева, Л.И. Новиковой, А.В. Петровского, С.Л. Рубинштейна;

- задачно-исследовательский подход И.А. Зимней, Е.А. Шашенковой и др.;

- работы в области теории и методики информатизации образования Е.П. Велихова, А.Г. Гейна, Б.С. Гершунского, И.Б. Горбуновой, А.П. Ершова,

В.А., Извозчикова, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.В. Рубцова, Е.К. Хеннера и др.;

- исследования по методике преподавания физике в высших учебных заведениях на- основе применения компьютерных обучающих программ М.Э. Агиштейна, А.Б. Айнбиндера, Д.В. Ананьева, Г.А. Бордовского, Г.М. Водопья-на, И.Б. Горбуновой, В.А. Извозчикова, П.В. Зуева, В.В. Клевицкого, И.С. Ко-ребо, Н.Ю. Королевой, М.Я. Кулаковой, С.М. Куценко, А.А. Мигдал, А.В. Ну-ждина, В.И. Сельдяева;

- теоретические исследования по дидактике Ю.К. Бабанского, В.В. Краев-ского, B.C. Леднева, И.Я. Лернера, М.Н. Скаткина и др.;

- исследования по педагогической психологии В.В. Давыдова, А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной, а также исследования по биофизическим и гигиеническим проблемам информатизации общества и компьютеризации процесса обучения Е.А. Аликперовой, В.М. Бонда-ровской, И.Е. Вострокнутова, Дж. Мартин, Е.А. Сережкиной, Е.А. Соловьевой, М.И. Степановой, А.И. Тоом, И.Е. Чернозубова.

Методы исследования:

- изучение и анализ педагогической, методической, психологической и специальной литературы по исследуемому вопросу, анализ публикаций, касающихся информационных и компьютерных технологий в образовании;

- наблюдение, беседа, опрос, анкетирование, тестирование;

- проведение эксперимента;

- статистическая обработка и анализ результатов эксперимента.

Решение задач исследования осуществляется поэтапно с 1999 года.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в следующем:

- разработана и экспериментально проверена технология проведения лабораторных занятий по физике со студентами заочной формы обучения с комплексным применением реальных лабораторных установок и их виртуальных моделей.

- определены основные направления применения компьютерных технологий в эксперименте по естественнонаучным дисциплинам, в частности, по физике (для обработки данных эксперимента; для непосредственного проведения эксперимента), определяющие вариативность построения и выполнения комплекса заданий компьютерного лабораторного практикума;

- впервые предложена методика психолого-эргономического принципа в создании компьютерного лабораторного практикума по естественнонаучным дисциплинам;

Практическую значимость отражают следующие положения:

- разработаны информационные технологии компьютерного лабораторного практикума по естественнонаучным дисциплинам для заочной формы обучения, которые позволили повысить эффективность усвоения изучаемого материала и применения его студентами в условиях экспериментальной и практической деятельности;

- созданная система тестовых заданий позволяет оценить эффективность применения разработанного компьютерного лабораторного практикума по естественнонаучным дисциплинам и методике его проведения.

- результаты исследования могут быть использованы в процессе обучения физике студентов заочной формы обучения, а также при создании компьютерных версий учебно-практических пособий по предметам естественнонаучного цикла.

Положения, выносимые на защиту:

1. Существующие дидактические требования, предъявляемые к программно-педагогическим средствам необходимо дополнить новым - психологоэргономическим требованием, который повысит качество создаваемых компьютерных обучающих программ и эффективность их использования, особенно для студентов заочной формы обучения.

Апробация и внедрение. Основные результаты исследования докладывались и получили одобрение на: VII-ой Международной научно-методической конференции «Инновационные технологии обучения в высшей профессиональной школе». Москва, МГТА, март 2001 г.; Конференции молодых ученых. Москва, МГТА, 2001 г.; XI и XII конференциях-выставках «Информационные технологии в образовании», Москва, МИФИ, ноябрь 2001, 2003 гг.; VIII Международной научно-практической конференции «Проблемы повышения качества подготовки специалистов». Москва, МГТА, март 2002 г.; VII учебно-методической конференции стран Содружества г. Санкт-Петербург, май 2002 г.; Всероссийской научно-методической конференции "Вузовский учебник XXI века».- Краснодар, сентябрь 2002 г.; Всероссийской научно-практической конференции «Формирование учебных умений в процессе реализации стандартов образования», Ульяновск, УГПУ, январь 2003 г.; IX Международной научно-методической конференции «Проблемы управления качеством подготовки специалистов в системе непрерывного профессионального образования». Москва, МГТА, март 2003 г.; VI Международной научно-методической конференции "Новые информационные технологии в электротехническом образовании», Астрахань, 2003 г.

Решение задач исследования осуществлялось поэтапно с 1999 года.

На первом этапе (1999-2000 гг.) было выявлено состояние рассматриваемой проблемы, проводились наблюдения за учебным процессом, анализировалась работа преподавателей, изучались работы отечественных и зарубежных авторов по исследуемой теме, формировался понятийный аппарат, формулировались цель, задачи, гипотеза исследования.

На втором этапе (2000-2002 гг.) был сделан выбор методов исследования. Проводился педагогический эксперимент, осуществлялось накопление эмпирических знаний, разрабатывались и апробировались формы и методы применения создаваемого компьютерного лабораторного практикума, исследовалось влияние на психологическое и физиологическое состояние студентов в процессе работы с компьютерным лабораторным практикумом.

На третьем этапе (2002-2003 гг.) проводились дополнительные педагогические эксперименты, оценивалась эффективность различных вариантов применения компьютерного лабораторного практикума, сопоставлялись различные варианты организации контроля знаний студентов, велась разработка контролирующих тестовых заданий по физике для студентов, обучающихся по гуманитарным направлениям. Обобщались полученные результаты, формулировались основные выводы, осуществлялось внедрение полученных результатов в учебных процесс.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа включает в себя введение, три главы, заключение, список использованной литературы и приложение. Библиография содержит 180 источников.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"

Выводы по третье главе:

1. Структура объединения отдельных компонент компьютерного класса в единую вычислительную систему может в основном соответствовать структуре информационной среды современной исследовательской научной лаборатории, а также, (если рассматривать компьютерный класс, применительно для других областей), типичного малого или среднего предприятия, организации. Следовательно, в качестве одной из функций компьютерной обучающей среды (КОС) можно рассматривать подготовку обучаемых к жизни и работе в современном информационном обществе.

2. Компьютер является только инструментальным средством обучения. Основным остается методика обучения предмету, умение применять различные варианты использование компьютера и компьютерных обучающих программ.

3. При проведении лабораторных работ, наиболее эффективный результат обучения достигается при одновременном параллельном применении возможностей компьютерного лабораторного практикума и реальных лабораторных установок и измерительных приборов.

4. Применять компьютерный лабораторный практикум целесообразнее всего в случаях:

- когда при изучении сути рассматриваемого явления и при непосредственном выполнении работы необходимо объяснить и зафиксировать процессы и явления, происходящие не на уровне макромира;

- когда необходима проверка и уточнение работы реальных объектов, требуется дополнение натурного эксперимента;

- когда требуется максимальное ускорение переноса результатов модельного эксперимента на реальные системы, и когда необходимо зафиксировать данные измерений без погрешностей.

5. Организацию эффективных форм контроля и самоконтроля в условиях применения компьютерного лабораторного практикума обеспечивает активное использование тестовых заданий, способствующее систематичности и вариативности контроля и повышению качества знаний студентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты полученных теоретических и опытно-экспериментальных материалов подтверждают выдвинутую гипотезу и дают основание сформулировать следующие выводы:

В информационном обществе, в условиях постоянного увеличения объема информации значительно возрастает роль фундаментального образования и знание фундаментальных законов развития природы и общества; актуальной становится задача активного включения новых информационных технологий в систему образования.

Компьютеризацию обучения можно считать одной из форм образования, в которой используется метод программированного обучения, сам компьютер выступает одной из его категорий, а компьютерные обучающие программы рассматриваются как программно-педагогические средства, эффективная реализация которых зависит от соблюдения основных правил и условий применения компьютерных технологий в учебном процессе.

При разработке и применении программно-педагогических средств следует учитывать психологические и физиологические особенности индивида при работе с компьютером. Следовательно, наряду с существующими дидактическими принципами, необходимо учитывать новый - психолого-эргономический, обеспечивающий повышение эффективности применения программно-педагогических средств в учебном процессе, посредством учета специфики и структуры состояний индивида, организации безопасного с медицинской и гигиенической точек зрения процесса работы с компьютером для пользователей различных возрастов и видов профессиональной деятельности.

Компьютер является только инструментальным средством обучения, эффективность использования которого в учебном процессе определяется свойствами программно-педагогических средств и методами их применения. Основным остается методика обучения предмету, умение применять различные варианты использования компьютера и компьютерных обучающих программ. Сегодня особое место занимают исследовательские компьютерные программы, к числу которых относится компьютерный лабораторный практикум по физике.

Включение системы тестовых заданий как неотъемлемой составляющей компьютерного лабораторного практикума на различных этапах работы обеспечивает более качественное и глубокое усвоение изучаемого материала, реализует контролирующие и управляющие воздействия в процессе обучения, способствует осуществлению самоконтроля знаний.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Икренникова, Юлия Борисовна, Москва

1. Аванесов B.C. Методологические и теоретические основы тестового педагогического контроля. Дисс. д-ра. пед. наук. - М., 1994.

2. Аванесов B.C. Основы научной организации педагогического контроля в высшей школе. М.: МИСиС, 1989.

3. Авдеева С.М. Дистанционное повышение квалификации работников образования использованию интернет-технологий в педагогическом процессе. Сборник трудов XII Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании». М., 2002.

4. Агиштейн М.Э., Мигдал А.А. Как увидеть невидимое? // Эксперимент на дисплее. Первые шаги вычислительной физики. М.: Наука, 1989.

5. Алексахин С.В., Николаев А.Б., Строганов В.Ю. Модели адаптивного тестового контроля в системе дистанционного образования. Сб. трудов XI Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании». М., МИФИ, 2001.

6. Алексеева Т.Е., Соловьева Е.А., Чернышов Л.А. Исследование особенностей цветового восприятия человека при работе с цветными дисплеями // Микропроцессорные средства обработки и отображения информации в системахуправления и связи. М., 1988.

7. Ананьев Б.Г. Избранные психологические труды: в 2 т./ Под ред. Бодалева А.А. и др.-М., 1980.

8. Ю.Андреев Г. Обучение и воспитание в вузах неразделимы, Высшее образование в России. 1996. № 3.

9. П.Архангельский С.И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы. — М., Высшая школа, 1980.

10. Архангельский С.И. Лекции по теории обучения в высшей школе. М., 1974.

11. Ахметов К.С. Windows не для всех. М.: ТОО «Компьютер пресс», 1997.

12. Афанасьев А.И. и др. Электромагнитная безопасность при работе с компьютерной техникой. М., 1998.

13. Аюбов Л.Ю. Основы естествознания фундамент высшего образования. Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». - М. «Издательский дом МФО», 2002.

14. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения. М., 1977.

15. Балл Г.А. Теория решения учебных задач: психолого-педагогический аспект. -М., 1990:

16. Балл Г.А., Довгялло A.M., Машбиц Е.И. Теоретический анализ обучающих программ: Сообщение 1 // Новые исследования в педагогических науках. -М., 1965. Вып. 4.

17. БеспалькоВ.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М., 1995.

18. Боков П.Ю., Иванцов А.А., Митин И.В., Нифанов А.С., Салецкий A.M., Червяков. Автоматизация физического эксперимента. Сб. тезисов VII учебнометодической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». М. «Издательский дом МФО», 2002.

19. Большая медицинская энциклопедия: в 30-ти т. АМН СССР. Гл. ред. Б.В. Покровский. -3-е изд. М.: Советская энциклопедия, 1986.

20. Бордовский Г.А., Горбунова И.Б., Кондратьев А.С. Персональный компьютер на занятиях по физике. СПб., 1999.

21. Бордовский Г.А. Горбунова И.Б., Кондратьев А.С. Современные технологии в обучении физике. Сб. науч. трудов. Подготовка специалиста в области образования. - СПб., 1997 г. Вып. 5.

22. Борк А. Компьютеры в обучении: чему учит история // Информатика и образование. 1990 г. № 5.

23. Борцов Ю.Н., Руденко С.Н. Компьютеризация лабораторного практикума по курсу «Общая физика». Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». -М. «Издательский дом МФО», 2002.

24. Бюстран В., Ландхейр Б. Изучение физики с помощью исследований на компьютере // Конф. ЮНЕСКО. СПб, 1999.

25. Вазина К.Я. Педагогические основы развивающих технологий в профессиональных учебных заведениях инновационного типа: Автореф. дис. доктора пед. наук. Екатеринбург, 1998.

26. Введение в научное исследование по педагогике: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов // Ю.К. Бабанский, В.И. Журавлев, В.К. Розов и др. М.: Просвещение, 1998.

27. Вербицкий А.А. Активные методы обучения в высшей школе: контекстный подход. М., 1990.

28. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М.: Высшая школа, 1991.

29. Вешнякова С.М. Профессиональное образование: Словарь. Ключевые понятия, термины, актуальная лексика. М.: НМЦ СПО, 1999.

30. Водопьян Г.М. Технология физического эксперимента в естественнонаучной компьютерной лаборатории. Комплект Philip Harris. Методическое пособие для учителя. М.: Институт новых технологий образования, 1996.

31. Волкова И.В. Компьютерное обучение на основе гуманистического подхода. Дисс. канд. пед. наук. СПб, 1997.

32. Володарская И.А., Митина A.M. Проблема целей обучения в современной педагогике. М.: МПУ, 1995.

33. Воронина Т.П. Философские проблемы образования в информационном обществе. Дисс. д-ра. филос. наук. М., 1995.

34. Вострокнутов И.Е. Разработка принципов построения моделей оценки эффективности современных информационных технологий учебного назначения. Дисс. канд. пед. наук. СПб, 1995.

35. Габай Т.В. Автоматизированная обучающая система с точки зрения психолога // Психолого-педагогические и психофизиологические проблемы компьютерного обучения. М., 1985.

36. Габай Т.В. Учебная деятельность и ее средства. М., 1998.

37. Галиков П.Е., Чернозубов И.Е. Спектральные очки сохранение здоровья оператора ПК, повышение его работоспособности. Сб. международного конгресса по проблемам окружающей среды и урбанизации. «Человек в большом городе XXI века». - М., 1998.

38. Гальперин П.Я. Поэтапное формирование умственной деятельности. М., МГУ, 1965.

39. Гарай В.Б. Современные подходы к обучению в системе повышения квалификации учителей в США. Автореф. дисс. канд. пед. наук. М., 1993.

40. Гачко Г.А., Попко Н.М. Микропроцессорная измерительная приставка для лаборатории физического практикума. Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». М. «Издательский дом МФО», 2002.

41. Гельтищева Е.А., Селехова Г.Н. Гигиеническая оценка работы студентовтехнического вуза на дисплейный вычислительных комплексах // Гигиена труда и профессиональные заболевания. 1992. № 6.

42. Гершунский Б.С. Россия: образование и будущее. Кризис образования в России на пороге XXI века. М., 1993.

43. Гершунский Б.С. Философия образования для XXI века. М., 1998.

44. Говорухин В.Н., Цибулин В.Г. Введение в Maple. Математический пакет для всех. М.: Мир, 1997.

45. Горбунова И.Б. Повышение операционности знаний по физике с использованием новых компьютерных технологий. Дисс. докт. пед. наук. СПб., 1999.

46. Горбунова И.Б., Комарова Ю.А. Проблемы учебно-методического обеспечения многоуровневой подготовки: Подготовка специалиста в области образования. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 1998 г. Вып. VI.

47. Горбунова И.Б., Бабанский Ю.К. Рациональная организация учебной деятельности. М.: Знание, 1981.

48. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. М., 1977.

49. Григорьев Е.В. Комплексный эксперимент при изучении электродинамики. // Современные проблемы физического образования. СПб.: Образование, 1997.

50. Григорьев С.Г., Гришкун В.В. Информатизации образования необходимо учить. Сб. трудов XII Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании». М., МИФИ, 2002.

51. Григорьев Ю.Г. Проблемы электромагнитной безопасности населения. Сб. Проблемы безопасности населения. М., 1996.

52. Гришкун В.В. Информатизация образования в современном обществе // Всб. трудов международной научно-практической конференции "Технология высшего образования в XXI веке: проблемы и перспективы развития». -Актюбинск, 2002.

53. Гузеев В.В. Системные основания образовательной технологии. М.: Знание, 1995.

54. Гультяев A. MATLAB 5.2. Имитационное моделирование в среде Windows -. СПб.: КОРОНАпринт, 1999.

55. Дистанционное обучение / Под ред. Е.С. Полат. М., Владос, 1998.

56. Дмитриева В.Ф., Икренникова Ю.Б. Компьютерный лабораторный практикум составляющая часть учебного процесса по физике. Сборник трудов участников XI конференции-выставки «Информационые технологии в образовании», Часть III. - М.: МИФИ, 2001.

57. Дмитриева В.Ф., Икренникова Ю.Б. Компьютерные технологии в лабораторном практикуме по физике. Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества. СПб, 2002.

58. Доманова С.Р. Педагогические основы новых информационных технологий в образовании. Автореф. дисс. д-ра. пед. наук. Ростов-на-Дону, 1995.

59. Доронина О.В. Страх перед компьютером: природа, профилактика, преодоление // Вопросы психологии. 1993, № 1.

60. Дьяконов В.П. Справочник по применению системы PC MatLab. М.: Физ-матгиз, 1993.

61. Дьяконов В.П., Абраменко И.В. MathCad 7. в математике, физике и Internet. -М.: Нолидж, 1999.

62. Дьяченко М.И., Кандыбович JI.A. Психология высшей школы. Мн.: Изд-во БГУ, 1981.

63. Елисеев В.А., Тураева T.J1. Исследование процессов релаксации в физическом практикуме. Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум. М. «Издательский дом МФО», 2002.

64. Ефимова О.В., Моисеева М.В., Шафрин Ю.А. Практикум по компьютерной технологии. М.: ABF, 1997.

65. Жалдак М.И. Система подготовки учителя к использованию информационных технологий в учебном процессе. Автореф. дисс. д-ра пед. наук. М.,1989.

66. Журавлев В.И. Педагогика в системе наук о человеке. М., 1990.73.3агвязинский В.И. Дидактика высшей школы: текст лекций. Челябинск,1990.74.3анков JI.B. Дидактика и жизнь. Избранные труды. М., 1990.

67. Зайцева JI.A. Человек в системе ценностей информационного общества. Дисс. канд. философ, наук. М., 1999.

68. Зимняя И.А. Научно-исследовательская работа. Методология, теория, практика, организация и проведение. М., 1999.

69. Зимняя И.А. Педагогическая психология. 2-е изд. М., 1999.

70. Иванова JI.A. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики. М., 1983.

71. Извозчиков В.А., Мартыненко В.П. Применение ЭВМ в эксперименте при обучении физике // Использование физического эксперимента ЭВМ в учебном процессе. Свердловск, 1987.

72. Инновационные процессы в образовании и новые педагогические технологии / Под ред. В.И. Загвязинского и др. Тюмень, 1997.

73. Инюточкина Е.В., Лузгина В.Б., Шамец С.П. О подготовке инструкторов для системы дистанционного обучения. Сб. трудов XI международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании». М., МИФИ, 2001.

74. Кан-Калик В.А. Учителю о педагогическом общении. М., 1987.

75. Капитанская А.К. Организация инновационных процессов в повышении квалификации педагогов (на примере внедрения компьютерных технологий). Автореф. дисс. канд. пед. наук. М., 1993г.

76. Каплан Л.Н. От компьютерного класса к комплексному офисному тренажеру // Информационные технологии в образовании: Тез. докл. XI конф. Часть II. М., 2001.

77. Капустина Г.В. Компьютерная система Mathematica 3.0 для пользователей. -М.: СОЛОН-Р, 1999.

78. Кирмайер М. Мультимедиа. СПб.: BHV-СПб., 1994.

79. Кларин М.В Педагогическая технология в учебном процессе. Анализ зарубежного опыта. -М.: Знание, 1989.

80. Ковалевская Е.В. Проблемное обучение: подход, метод, тип, система (на материале обучения иностранным языкам): Кника-2. М.: МНПИ, 2000.

81. Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации. -М., «Проблемы информатизации высшей школы», 1998. № 3-4 (13-14).

82. Краевский В.В. Методология педагогического исследования: Пособие для педагога-исследователя. Самара, 1994.

83. Крылов И.А., Подтяжкин Е.Я., Шмелева Г.А. Концепция физического практикума для личностно-ориентированного обучения. Сб. тезисов докладов

84. VII учебн-о-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». М. «Издательский дом МФО», 2002.

85. Кулакова М.Я. Создание компьютерной обучающей среды для учебной исследовательской работы на занятиях по физике. Дисс. канд. пед. наук. М., 1996.

86. Куписевич Ч. Основы общей дидактики. М., 1986.

87. Ланина И.Я. 100 игр по физике. М.: Просвещение, 1995.

88. Ланцбург М.Е. Влияние продолжительности работы с экраном дисплея на функциональное состояние зрительной системы и меры профилактики ее перенапряжения. М., НИИ медицины труда РАМН, 1991.

89. Лаптев В.В. Инструментальные программные средства школьного курса физики // Теория и методика обучения физике. СПб.: Образование, 1996.

90. Лаптев В.В. Теоретические основы методики использования современной электронной техники в обучении физике в школе. Дисс. докт. пед. наук. Л., 1989.

91. Лаптев В.В. Технологический подход к повышению эффективности урока физики // Современные проблемы физического образования. СПб.: Образование, 1997.

92. Лебедь. О.И. Анализ современных математических пакетов, используемых при решении физических задач // Современные проблемы обучения физике в школе и вузе. СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 1999.

93. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознательность. Личность. М.: Мысль, 1975.

94. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. М.: Педагогика, 1981.

95. Лернер И.Я. Процесс обучения и его закономерности. М., 1980.

96. Литвак И.И., Кузьмин В.И., Качиев П.И. Элементы эргономической безопасности работы с компьютерами. Учебное пособие. М. МГИЭМ, 1997.

97. Литвак И.И., Чернозубов И.Е. Внимание компьютер. Банковское дело. 1996 №7.

98. Марев И. Методологические основы дидактики. М., 1987.

99. Маслов А.Н. Для современной школы есть выбор // Информатика и образование. 1995, № 1.

100. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. -М.: Педагогика, 1988.

101. Медведев О.Б. Глобальные компьютерные телекоммуникации в работе учителей физики и естествознания. Дисс. канд. пед. наук. М., 1998.

102. Мельников JI.H. Цвет как фактор регуляции психофизиологических функций человека// Проблемы сенсорной изоляции. М., 1970.

103. Меняев А.Ф. Преподавание и учение в техническом вузе. Учебное пособие по курсу «Педагогические и психологические основы организации учебного процесса в высшей школе». М.: Изд-во МЭИ, 1993.

104. Московченко А.Д. Проблема интеграции фундаментального и технологического знания. Дисс. д-ра философ, наук. Томск, 1994.

105. Николь Н., Альбрехт Р. Электронные таблицы Excel 5.0 для квалифицированных пользователей. М.: ЭКОМ, 1996.

106. Новичкова Н.И. Научное обоснование принципов гигиенической рационализации профессиональной подготовки подростков при интенсивных формах обучения. Автореферат. М., 1996.

107. Нокс Дж. Что могут дать компьютеры педагогике: Взгляд из американской школы. Информатика и образование, 1990, № 1.

108. Окомков О.П. Современные технологии обучения в вузе: сущность, принципы проектирования, тенденции развития. Высшее образование в России. -М., № 2, 1994.

109. Оленин С. Новые технологии и современных учитель. Мир INTERNET, 1997, №9.

110. Основы педагогики и психологии высшей школы / Под ред. А.В. Петровского. М., 1986.

111. Основы педагогического мастерства. Киев, 1987.

112. Пайперт С. Переворот в сознании: дети, компьютеры и плодотворные идеи. М.: Педагогика, 1989.

113. Педагогика / Под ред. П.И. Пидкасистого. М., 1995.

114. Педагогика и психология высшей школы. Серия «Учебники, учебные пособия». Ростов-на-Дону: «Феникс», 1998.

115. Педагогические информационные технологии и картина мира в непрерывном образовании (Информационный аспект) / Под ред. В.А. Извозчико-ва. СПб.: Образвоание, 1997.

116. Подласый И.П. Педагогика. М., 1996.

117. Полат Е.С. Дистанционное обучение: организационный и педагогический аспекты // Информатика и образование. 1996, № 3.

118. Повов Ю.П., Самарский А.А. Вычислительный эксперимент. // Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент. М.: Наука, 1988.

119. Психологические и психофизические особенности студентов. М., 1977.

120. Решение парламентский слушаний «О загрязнении окружающей природной среды электромагнитными и другими излучениями» Думский вестник10(15), 1998.

121. Решетова З.А. Психологические основы профессионального обучения. -МГУ, 1985.

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

123. Розенблюм Ю.З., Фейгин А.А., Корнюшина Т.А. Компьютерный зрительный синдром. /Сб. Международного конгресса по проблемам окружающей среды и урбанизации «Человек в большом городе XXI века», с. 83-85.

124. Романов Г.М. и др. Человек и дисплей. JL, 1986.

125. Рудаков M.JI. Электростатические поля видеомониторов. Сб. 5 Российской научно-технической конференции «Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов. СПб, 1998.

126. Самойленко П.И. Повышение эффективности обучения физике. Учеб.-метод. пособие. М.: Высшая школа, 1993.

127. Санитарные нормы и правила выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты (50 Гц) № 5802-91.

128. Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты № 2971-84.

129. СанПин 2.2.2.542-96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организациям работы.

130. Свистунов Б.Л., Горин Ю.В. Лабораторных практикум по курсу «Концепции современного естествознания». Сб. тезисов докладов VII учебнометодической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». М. «Издательский дом МФО», 2002.

131. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. М.: Народное образование, 1998.

132. Селиверстов А.В., Дунин М.С. Использование устройств видеозахвата в лекционном эксперименте по физике. Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». М. «Издательский дом МФО», 2002.

133. Сельдяев В.И. Развитие исследовательских умений учащихся при использовании компьютеров в процессе выполнения лабораторных работ на уроках физики. Дисс. канд. пед. наук. СПб, 1999.

134. Сергеева Т., Чернявская А. Дидактические требования к компьютерным обучающим программам // Информатика и образование. 1998 № 1.

135. Скаткин М.Н. Проблемы современной дидактики. М., 1980.

136. Скаткин М.Н. Методология и методика педагогических исследований (в помощь начинающему исследователю). М., 1986.

137. Скилбек М. Потребности студентов в эру массового высшего образования, Высшее образование в Европе. 1994. - Т. 19. - № 3.

138. Смирнов А.А. Проблемы психологии памяти. М.: Просвещение, 1966.

139. Смирнов С.Д. Педагогика и психология высшего образования: от деятельности к личности. М.: АспектПресс, 1995.

140. Соловьева Е.А. Особенности влияния цвета на психомоторные функции человека. Дисс. канд. психол. наук. СПб, 1993.

141. Стоуне Э. Психопедагогика: Психологическая теория и практика обучения.-М., 1984.

142. Суппес В.Г. Применение компьютерной технологии при проведении лабораторного физического практикума. Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». М. «Издательский дом МФО», 2002.

143. Сынзыныс Б.И., Ильин А.В. Биологическая опасность и нормирование электромагнитных излучение персональных компьютеров. М.: «Русполи-граф», 1997.

144. Талызина Н.Ф. Пути и возможности автоматизации учебного процесса. -М.: Знание, 1997.

145. Тетерин Е.П., Тарасов И.Е., Потехин Д.С. Лабораторный комплекс для изучения физических свойств жидкостей. Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум». М. «Издательский дом МФО», 2002.

146. Уваров А.Ю. Информатизация образования и реформа школы (курс Естествознание^). М.: МИПКРО, 1997.

147. Ушинский К.Д. Избранные педагогические сочинения. В 2-х т. М., 1939.

148. Самойленко П.И. М., МГТА, 2001.

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

150. Филатов O.K. Информатизация технологий обучения в высшей школе. -М., 2001.

151. Филатов O.K., Чернилевский Д.В. Дистанционное обучение: подходы и перспективы. М., 1999.

152. Халперн Д. Психология критического мышления. СПб.: Изд-во «Питер», 2000.

153. Харламов И.Ф. Педагогика. М.: Высшая школа, 1990.

154. Хоперская О.А., Богданов М.Е., Белькова JT.A. Воздействия персональных компьютеров на биологические объекты. Полиграф-инфо. Бюлл. № 14, 1998.

155. Чепуренко Г.П. Дидактические основы использования новых информационных технологий в процессе повышения квалификации педагогических кадров. Автореф. дисс. канд. пед. наук. Челябинск, 1995.

156. Чернилевский Д.В., Моисеев В.Б. Инновационные технологии и дидактические средства современного профессионального образования. М, 2002.

157. Чернозубов И.Е. Гигиенические проблемы оптимизации функционирования организма человека в зоне действия электромагнитных полей компьютеров. Дисс. д-ра. биолог, наук. М., 1999.

158. Чернозубов И.Е. Компьютер друг или враг? Как защититься от излучения // Лесное эхо, № 2. - 1998.

159. Шафрин Ю.А. Основы компьютерной технологии. М.: ABF, 1996.

160. Шашенкова Е.А. Задача как средство обучения исследовательской деятельности, студентов колледжа. Автореф. дисс. канд. пед. наук. М., 2001.

161. Эберт К., Эдерер X. Компьютеры. Применение в химии М.: Мир, 1988.

162. Янушкевич Ф. Технология обучения в системе высшего образования: Пер. с польского О.В. Долженко. М.: Высшая школа, 1986.

163. Domenach Jean-Marie. Се qu'it faut enseigne. Paris. Seul, 1989.

164. Okon. W. Elementy dydaktyki szkoly wyzsej. Warszawa: PWN, 1971.