Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электронное обучение физике (исторические и терминологические аспекты). Монография
.pdf
ГЛАВА 6. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
Приведем различные точки зрения на понимание понятия «Педагогическая технология» («технология обучения»):
• педагогическая технология – это описание процесса достижения
планируемых результатов обучения (И. П. Волков);
• педагогическая технология – это продуманная во всех деталях
модель совместной педагогической деятельности по проектированию, организации и проведению учебного процесса с безусловным обеспечением комфортных условий для
учащегося и учителя
(В. М. Монахов);
• педагогическая технология означает системную совокупность
и порядок функционирования всех личностных, инструментальных и методологических средств, используемых для достижения
педагогических целей (М. В. Кларин) [105, c. 14–15];
• технология обучения – это проект педагогической деятельности, включающий описание исходного состояния субъекта обучения, совокупности способов и средств обучающего воздействия
процедурно-операционных моделей обучающей деятельности,
результата обучения (конечного состояния субъекта обучения),
а также временных интервалов достижения проектируемого результата с указанием «границ разброса» результативности обучения в условиях практической реализации данного проекта в заданных условиях. (Е. В. Оспенникова) [140];
• технология обучения – есть последовательность (не обязательно строго упорядоченная) процедур и
операций, составляющих
в совокупности целостную дидактическую систему, реализация
которой в педагогической практике приводит к достижению гарантированных целей обучения и воспитания. Процедуры, из которых она складывается, вообще говоря, нельзя интерпретировать
как звенья алгоритма, детально описывающего путь достижения
того или иного требуемого педагогического результата. Скорее
эти процедуры следует рассматривать как
опорные дидактические
средства, обеспечивающие в совокупности движение субъекта обучения к заданным целям (П. И. Образцов) [89, c. 15];
• педагогическая технология – это проект определенной педагогической системы, реализуемый на практике (В. П. Беспалько) [15, c. 5–6].
Таким образом, педагогическая технология, с одной стороны, является результатом педагогического проектирования, а с другой – может
быть использована в процессе
проектирования как источник идей для
реализации отдельных элементов проекта.
,
81
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
Здесь важно подчеркнуть существование иерархии уровней педагогической технологии (по Г. К. Селевко) [105, c. 15]:
1) общепедагогическая;
2) частнопредметная;
3) локальная;
4) микроструктуры.
Зарубежными учеными также выделяются уровни педагогического
дизайна (A. J. Romiszowski) [149]:
• уровень системы курсов (или курса, предназначенного для решения многих задач);
• уровень «урока» – урок в данном контексте означает педагогический этап, необходимый для решения
одной задачи (или небольшого числа тесно взаимосвязанных задач), а не фиксированный
период времени в учебном расписании;
• уровень «педагогического события» – термин «событие» используется для обозначения одного из конкретных действий, которые
необходимо осуществить для эффективного обучения в рамках
четко описанной задачи;
• уровень «учебного шага» означает детальное планирование отдельного «
педагогического события» как совокупности шагов.
Типичной моделью педагогического дизайна является модель “ADDIE”. Она предложена зарубежными исследователями и расшифровывается как:
• Analysis – анализ среды обучения, обучаемых и задач обучения.
• Design – составление плана разработки педагогической деятель-
ности.
• Development – разработка педагогической деятельности.
• Implementation – внедрение проекта.
• Evaluation – оценка работы обучающихся и эффективности дан-
ного проекта [65].
Эти пять этапов являются повторяющимся циклом, результатом работы которого должно являться повышение эффективности обучения.
При осуществлении проектирования необходимо учитывать следующие принципы [89, c. 24]:
• соответствия дидактического процесса и дидактической системы
закономерностям учения;
• ведущей роли теоретических знаний;
• единства образовательной, воспитательной и развивающей функций обучения;
82
ГЛАВА 6. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
• стимулирования и мотивации положительного отношения обуча-
ющихся к учению;
• проблемности;
• соединения коллективной учебной работы с индивидуальным
подходом в обучении;
• сочетания абстрактности мышления с наглядностью;
• ориентированности обучения на активность личности;
• соответствия учебно-информационной базы содержанию обуче-
ния и дидактической системе.
Педагогическому дизайнеру важно понимать, что «метод обучения
только задает
, но не определяет однозначно деятельность учащегося.
Последняя в значительной мере зависит от того, как учащийся доопределяет задаваемую извне учебную задачу» [80, c. 11].
Как отмечает А. А. Машиньян: «На практике создание педагогической технологии возможно тремя способами: 1) интуитивно-эмпирическая разработка, опирающаяся на метод проб и ошибок и педагогический опыт, ведущий
к созданию педагогической технологии
путем стихийного конструирования. Этот метод в настоящее время
доминирует в образовательной практике. Эффективность его низкая
и на выходе формируется методическая конструкция, которая прежде
чем превратиться в педагогическую технологию требует многократных проверок и доработок; 2) теоретическое конструирование персональной педагогической технологии. Он состоит в изучении существующих авторских
педагогических технологий, их переработке или
использовании отдельных элементов этих технологий при создании
собственной… Технологии, создаваемые этим способом, отличаются
однообразием и невысокой адаптированностью к частным образовательным условиям, что не позволяет учителю, а следовательно, и его
ученикам полностью самореализоваться…; 3) проектирование персональных педагогических технологий состоит в изучении и освоении
теоретического способа
создания педагогической технологии, конкретизации педагогической системы, моделировании педагогической
деятельности учителя, исходя из психолого-педагогических закономерностей организации и реализации познавательной деятельности
учащихся, разработки компонентов педагогической технологии по
результатам научно-методического анализа учебной темы с дальнейшим выявлением специфики частных условий реализации образовательного процесса и адаптации к выявленным условиям необходимых
моделей… Приоритетным способом создания персональной педагоги-
83
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
ческой технологии обучения является теоретическое проектирование»
[81, c. 161–163]. «Фундаментальную базу для формирования у будущего учителя технологических знаний составляют знания основных
положений и принципов общей дидактики, теории деятельностного
подхода, общей и возрастной психологии и психологии межличностного общения, педагогической психологии и теории поэтапного формирования умственных действий, теории воспитания и возрастной
физиологии» [81, c. 176].
Однако при педагогическом проектировании
электронного обучения перечисленных выше компетенций уже не достаточно. Появляется еще одна фундаментальная компетенция – информационно-коммуникационная (ИКТ-компетенция).
В. Л. Акуленко [6, c. 4] рассматривает ИКТ-компетенцию учителя
«как важнейшую компоненту общеинтеллектуальной ИК-компетенции,
заключающейся в способности педагога решать профессиональные задачи с использованием средств и методов
информатики и ИКТ, а именно:
• осуществлять информационную деятельность по сбору, обработке, передаче, хранению информационного ресурса, по продуцированию информации с целью автоматизации процессов информационно-методического обеспечения;
• оценивать и реализовывать возможности электронных источников образовательного назначения;
• организовывать информационное взаимодействие между участниками учебного процесса и интерактивным средством, функционирующим на базе средств ИКТ;
• создавать и использовать психолого-педагогические тестирующие, диагностирующие методики контроля и оценки уровня знаний обучаемых, их продвижения в учении;
• осуществлять учебную деятельность с использованием средств
ИКТ в аспектах, отражающих особенности конкретного предмета.
ИКТ-компетенция учителя физики основывается на: знаниях о сов-
ременных информационных системах
, значимых для освоения содержания линий курса физики и формирования межпредметных связей
в школьных курсах физики и информатики, о физических основах
создания средств ИКТ; умениях и навыках информационной деятельности и информационного взаимодействия на базе средств ИКТ; наличии опыта: компьютерного моделирования процессов физического
мира, чрезмерно быстрых, медленных, опасных или
дорогостоящих
для воспроизведения в школьных условиях; проведения компьютерных экспериментов; управления учебным, демонстрационным обору-
84
ГЛАВА 6. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
дованием, сопрягаемым с компьютером; использования программных
средств и аппаратных устройств для осуществления информационной
деятельности по сбору, обработке, хранению и передаче информации
в ходе осуществления физических экспериментов; автоматизации
процессов вычисления и информационно-поисковой деятельности;
компьютерной визуализации информации об исследуемых объектах,
скрытых в реальном мире процессах, построения на экране графиков
и диаграмм, описывающих
динамику изучаемых закономерностей».
Вследствие высокой технологичности электронных средств, а также возможности четкого программирования учебной деятельности,
роль педагогического дизайна в электронном обучении усиливается.
Например, для разработки электронных учебных курсов уже недостаточно быть просто «педагогом от природы», необходимо провести серьезную работу по созданию проекта, его реализации, тестированию,
дальнейшей доработке.
В некотором роде это возможность для педагога стать «скульптором» обучения в цифровой среде, где есть возможность сохранить опыт, подробно его проанализировать, в нужных местах внести правки, вести параллельно несколько учебных процессов,
взаимодействовать с большим количеством обучающихся, в том числе
индивидуально, в синхронном или асинхронном режиме. Открывается и
качественно иная возможность анализа чужого педагогического
опыта. Детально проанализировать можно не только свой учебный
процесс, но и процесс коллеги, авторитетного специалиста или, наоборот, студента – будущего учителя. В этом смысле применение электронных технологий в образовании еще до конца не раскрыто.
Педагогический дизайн необходим не только при создании отдель-
ных
курсов, но и при создании образовательной программы, а также
при создании электронной учебной среды.
LMS Moodle, например, позволяет не только размещать готовый
учебный материал (например, в формате SCORM), но и разрабатывать
учебный материал непосредственно в самой системе. Для этого инструментарий Moodle снабжен такими элементами, как веб-страница,
книга, задание, занятие, тест, глоссарий. С
помощью интерактивных
элементов база данных, вики, глоссарий, семинар, форум, чат можно
организовать эффективную групповую и проектную работу обучающихся. Каждый элемент имеет множество настроек, позволяющих
гибко моделировать учебную среду.
На результат педагогического проектирования оказывают серьез-
ное влияние не только цели, задачи и среда обучения, но и его фор-
85
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
ма. Электронное обучение может применяться при очной, смешанной
и дистанционной формах обучения.
В очной форме электронное обучение реализуется через применение на занятиях современных аппаратных средств (интерактивной
доски, документ-камеры, систем опроса, информационно-измерительных систем) и электронных образовательных ресурсов: мультимедийных презентаций, интерактивных заданий, тестов. Н. Н. Гомулина
отмечает, что
«Применение компьютерных технологий не изменяет
сроки обучения, а зачастую применение ППС на уроке забирает больше времени, но дает возможность учителю более глубоко осветить тот
или иной теоретический вопрос. При этом применение ППС помогает
учащимся вникнуть более детально в те физические процессы и явления, изучить важные теоретические вопросы, которые
не могли бы
быть изучены без использования интерактивных моделей» [27, с. 30].
Современная дистанционная форма обучения практически полностью строится на базе электронного обучения. А. О. Чефранова в монографии «Дистанционное обучение физике в школе и ВУЗе» справедливо отмечает, что «…в настоящее время стремительно растет объем
информации, которой необходимо оперировать специалисту и
которую необходимо освоить обучающимся. Ее освоение и использование
стало весьма затруднительно традиционными средствами» [143, с. 3].
Новые возможности представляют компьютерные коммуникационные
технологии. Среда дистанционного обучения характеризуется тем, что
учащиеся в основном, а часто и совсем, отдалены от преподавателя
в пространстве и/или во времени, в то же время они имеют возможность в любой момент поддерживать диалог с помощью средств телекоммуникации. Отличительной особенностью дистанционного обучения является предоставление обучающимся возможности самим
получать требуемые знания, пользуясь развитыми информационными ресурсами, предоставляемыми современными информационными технологиями. Информационные ресурсы: базы данных и знаний,
компьютерные, в том числе мультимедиа, обучающие и контролирующие системы, видео
- и аудиозаписи, электронные библиотеки, – вместе с традиционными учебниками и методическими пособиями создают уникальную распределенную среду обучения, доступную широкой
аудитории. Проведение видео- и телевизионных лекций, круглых столов, компьютерных видео- и текстовых конференций, возможность
частых, вплоть до ежедневных, консультаций с преподавателем по
компьютерным коммуникациям делают взаимодействие обучаемых
86
ГЛАВА 6. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
с преподавателями даже более интенсивными, чем при очной форме
обучения. Интенсивные телекоммуникационные взаимодействия обучаемых между собой и с преподавателями-консультантами позволяют проводить электронные семинары и деловые игры.
На «стыке» очного и дистанционного обучения появляется смешанное обучение (blended learning), считающееся на сегодняшний день наиболее эффективным, так как сочетает в себе
достоинства «интенсивного» очного обучения с возможностью объемной самостоятельной
работы дистанционного обучения, которой, по мнению многих исследователей, до недавнего времени уделялось недостаточно внимания
(ФГОС призван отчасти решить эту проблему).
В отечественных исследованиях прослеживается два подхода
к определению смешанного обучения [90]:
1. Понимание смешанного обучения как некоего формата учебных
курсов, при
котором в дистанционные курсы встраиваются активные методы обучения. В этом случае основной материал излагается в рамках дистанционного курса, который предполагает самостоятельную работу учащегося; закрепление и отработка материала проходят на очных занятиях, реализуемых с использованием
активных методов обучения.
2. Смешанное обучение понимается как модель использования распределенных информационно-
образовательных ресурсов в очном
обучении с применением элементов асинхронного и синхронного
дистанционного обучения.
Возможности смешанного обучения позволяют расширить психологическую компоненту мотивации обучения, обеспечить овладение
профессиональной деятельностью в рамках учебной деятельности,
устранить противоречие между пассивной позицией студента в обучении и инициативной позицией специалиста в трудовой деятельности.
Исследования в области применения
информационных технологий
в образовании показывают, что 95% потенциала повышения качества
образования заложены в интеграции электронного обучения в традиционные формы организации учебного процесса в высшей школе [147].
Смешанное обучение физике в школе и вузе может быть реализовано при помощи системы управления обучением. Опыт авторов связан
с применением системы Moodle в Московском педагогическом
госу-
дарственном университете.
Смешанное обучение отличается от дистанционного не только
количественным составом электронных материалов, доступных
87
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
дистанционно, но и их качественным составом, т. е. структурой,
содержанием и приоритетом определенных видов деятельности.
Основной целью смешанного обучения, как правило, является повышение эффективности очного обучения (для повышения эффективности дистанционного обучения оно пока применяется реже).
Для этого при обучении физике в вузе могут использоваться следующие методики:
• Предоставление
студентам дистанционного доступа к планам
лекций. Благодаря планам, студенты смогут подготовиться к лекции, сформулировать для себя основные вопросы. В планах также
можно отметить моменты, на которые студентам следует обратить
внимание, какой материал следует предварительно изучить в литературе. На самой лекции при этом можно будет больше времени уделить рассмотрению
частных случаев (примеров). Система
Moodle позволяет преподавателю легко разместить планы лекций
через ресурсы «Веб-страница» или «Файл» (.doc, .pps, .pdf).
• После лекции, если велась запись видео и звука, можно легко
разместить ее в Moodle. Студенты смогут еще раз (а для кого-то
в первый раз) посмотреть лекцию.
• После лекции или параллельно в течение всего
курса полезно
организовать обсуждение вопросов на форуме.
• Физические эксперименты, показанные очно на лекции, ди-
станционно могут быть дополнены видеофрагментами подобных экспериментов или природных явлений анимационными
моделями из архива преподавателя или из Интернета.
• Дистанционная поддержка обучения позволяет организовать
небольшие текущие тестирования в рамках самостоятельной
работы студентов. Малый набор вопросов
по теории и простых
качественных задач до и после лекции позволит не только узнать текущий уровень знаний студентов, но и обратить внимание преподавателя на сложные для усвоения студентов вопросы, эффективность лекции, а также «тонизирует» студентов как
до, так и после лекции, заставляет их очередной раз вспомнить
и осознать
лекционный материал.
• Перед семинарами по решению физических задач полезно про-
вести небольшое дистанционное тестирование с целью выявления «слабых мест». Ведь если студент не усвоил или просто не
знает основы теории, то решение задач окончательно поставит
его в тупик. Moodle также позволяет создавать так называемые
88
ГЛАВА 6. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
«вычисляемые» вопросы, которые являются ни чем иным как
генераторами задач с числовыми данными по заданному шаблону. Домашнее задание в виде дистанционного теста, наполненного такими вопросами, позволит автоматизировать контроль
его выполнения, а также исключит возможность списывания,
поскольку для каждого студента будет сгенерирована индивидуальная задача.
• Дистанционная поддержка занятий лабораторного
практикума
организуется в первую очередь путем размещения в Moodle
описаний к работе, вопросов для допуска и защиты.
• Традиционные рефераты, теряющие свою эффективность
вследствие широких поисковых возможностей Интернета, могут быть заменены на индивидуальные или групповые проекты. В Moodle для организации таких проектов существуют элементы Вики, Глоссарий, База данных, Семинар.
Множество
интерактивных элементов, включаемых в курс дистанционной поддержки обучения физике, может быть оценено
преподавателем или системой (по заранее заданным параметрам).
Таким образом, по итогам прохождения курса вычисляется средняя
оценка за самостоятельную работу студента в системе дистанционного обучения. Она может быть использована при выставлении
рейтинга студента.
Говоря о педагогическом проектировании
электронного обучения физике следует подробно остановиться на компьютерном моделировании и компьютеризированном учебном физическом эксперименте.
Компьютерное моделирование – это метод анализа физических
процессов с помощью компьютера, при котором они моделируются согласно данной последовательности физических механизмов.
Компьютерное моделирование – это, по сути, математическое моделирование и вычислительный эксперимент посредством компьютера
; решение компьютерно-ориентированных задач; анализ с помощью ЭВМ математической модели, имитирующей поведение
объекта в зависимости от выбора или изменения параметров модели (уравнение, начальные условия, математическое равенство
и неравенство и др.). В. А. Извозчиков и Е. А. Тумалева отмечают,
что особенно важным для процесса обучения физике является имитационное
моделирование – визуальная имитация (на экране мо-
нитора) поведения объектов реальности, отражение их характери-
89
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
стик и свойств. Оно развивает у учащихся физическую интуицию,
способность различать отдельные процессы в сложных системах
и формирует интерес к изучению физики [45, с. 82].
Известный исследователь компьютерного моделирования
физических явлений Р. В. Майер справедливо отмечает, что «важным шагом на пути познания является переход от качественноописательных методов к математическим абстракциям. Решение
проблем механики, да и физики в целом, потребовало оцифровки
пространства и времени, введения понятий системы отсчета… Использование ЭВМ как раз позволяет, исходя из математических
уравнений, рассчитать поведение исследуемой системы в тех или
иных условиях». [76, с. 3]. Компьютерное моделирование позволяет обеспечивать большую гибкость при проведении физических
экспериментов и решении различных
экспериментальных задач,
замедлять или ускорять ход времени, сжимать или растягивать
пространство, дополнять модель графиками, таблицами, мультипликацией, повторять и изменять ситуацию. Компьютер позволяет
в пределах, предусмотренных программой, управлять процессом,
вводить в него случайные события, величины и факторы, имитировать при обучении учащихся события и видеть последствия
принимаемых решений, повторять ход решения
до получения вер-
ного результата [45, с. 83].
Компьютерное моделирование физических явлений может вы-
полняться на нескольких уровнях:
1. Непосредственно с помощью программирования, например,
с помощью доступных языков QBasic, Borland Pascal и FreePas-
cal [77].
2. С помощью специальных инструментальных моделирующих
программ: Живая физика (http://www.design-simulation.com),
Енка (http://www.yenka.com).
3. С помощью готовых моделей физических экспериментальных
установок: Открытая физика (Физикон) и др.
Когда
обучающийся сам создает модели, от выбранного уровня зависит степень его «погружения» в работу модели, осознание не только
причинно-следственных связей (наглядной физики), но и математической сути физического явления. Потенциал компьютерного моделирования также может быть использован для визуализации явлений и процессов, недоступных для человеческого глаза, физических моделей,
имитации
работы дорогостоящих экспериментальных установок.
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]