Введение к работе
Физика, как учебный предмет,являєтоя фундаментальной базой для изучения физичеоких основ электронно-вычислительной техники (ЭВТ) и применения пероональных компьютеров в учебном троцеосе, Именно достижения современной физики привели к созданию и развитию микроэлектроники и современных ЭВМ.
Применение компьютеров в физических исследованиях стало здним из методов этой науки. Такая глубокая и всесторонняя )вязь во многом определяет специфику куроа, физики средней шко-ш в плане компьютеризации образования. В этой связи компьютер, о одной стороны, является объектом изучения, а с .другой -зтороны, является мощным техническим средством обучения (ТСО), {ото^ое способно повысить его эффективность.
Большой вклад в решение проблемы использования компьюте-зов в учебно-воспитательном процессе внеоли Г.А.Бордовский, З.С.Геріаунокий, В,А .Извозчиков, А.О.Кондратьев, А.А.Кузнецов, І.В.Лаптев, А.В.Марон, В.И.Машбиц, В.Г.Разумовский,И.А.Румян-іев и др. В их трудах получили фундаментальную разработку вопросы методологии, технологии и методики применения компьютера в учебном процессе, психолого-педагогичеокие аспекты сомпьютеризации и т.д.
Вместе о там, практически не рассматривались в единстве зопрооы междисциплинарной оущнооти курсов физики и основ информатики и вычислительной техники (ОИВТ).комплексного подходе к иопользованин ТОО и ЭВТ при изучении физики и 0ИВТ,вклю-иния учащихоя в создание учабно-методичеоких комплексов УВД) на базе объединенного кабинета физики й ЭВТ, где бы фи-іика изучалась о использованием компьютеров,а информатика на примерах физики, Этим, а также информатизацией общества в це-[ЬМ обусловлена дктуальнроть надтоящего исследования.
Объектом исследования является Процесс обучения физике гчащихоя средней школы в условиях комплексной компьютериза-\ЦЛ учебно-воспитательного процесса.
Ррадмат иоолвлоеиция - научные основы, методика органи-іации и функционирований междиоципЛиНарного "Школьного центів' информатики" (ШИ) на базе кабинета физики средней школы.
В основу исследования положена следующая гипотеза: соз-- 3 -
дание на базе учебно-методического комплекса "Кабинет .ьизики-ТСО-ОИВТ" междисциплинарного ЩИ и обучение в нем учащихся физике методом вычислительного эксперимента и моделирования с применением системы разработанных пакетов программно-педагоги-чеоких .средств (ІШС) способствует усилению эффективности обучения физика, практической направленности школьного физическо-го образования о одновременным обеспечением компьютерной грамотности учащихоя.
-Цель данного исследования состоит в теоретической разработке и практической реализации методики обучения физике в ыеждиоциплинарном ШШ на база кабинета физики средней школы при активном творчеоком участии учителей и учащихся. Для подтверждения гипотезы л достижения цели исследования потребовалось решить следующие задачи с приданием НИИ междисциплинарных функций:
1. Изучить современное состояние проблемы. С зтоі1 целью
провести анализ психолого-педагогической и научно-методической
литературы. Выявить на этой основе пути усиления эффективности
школьного физического образования в свете компьютеризации обу
чения.
2, Проанализировать психолого-педагогичеокие аспекты ком
пьютерного обучения, возникающие при использовании компьютера
в обучении физике.
. 3.' Исследовать дидактические и методичеокие аспекты подготовки учителя информационного общеотвз.
-
Исоледовать методологические вопросы компьютерного обучения.
-
Разработать принципы функционирования междисциплинарного ШЛИ.
-
Разработать методику организации, создать проект и практически реализовать ШШ на базе кабинета физики средней школы.
-
Раскрыть междисциплинарную сущность преподавания информатики в специализированных классах средней школы.
-
Разработать методику работы и создать пакет ІШС для изучения курса физики средней школы на основе системного подхода.
-
Разработать методичеокие рекомендации по работе ШШ.
10. В ходе педагогического эксперимента проверить эффективность функционирования ШИН, ІШС и созданной методики.
Для решения поставленных задач применялись следующие метода исследования:
-
Изучение и анализ психолого-педагогичеокой, научно-методической, научно-популярной, учебной и технической литературы по проблеме исследования.
-
Изучение учебно-воопитательного процесса: наблюдение, анкетирование, семинары и беседы с учителями физики и информатики, учащимися, родительской общественностью, изучение школьной документации.
-
Организация экспериментального ШЛИ в средней школе,
-
Создание программных продуктов силами учителей и учащихся школы и их апробация в учебном процессе,
-
Проведение длительного вариэтапного педагогического эксперимента и научная обработка его результатов.
Научная ішвизна проведенного исследования состоит в том, что е сеєтє компьютеризации образования и общества в целом, впервые на базе средней школы создан междисциплинарный ШЦЙ, совмещающий в себе кабинеты физики, ТСО, ОИВТ, разработаны принципы его организации и методика функционирования на б^зе системы разработанных пакетов ГШС с целью компьютеризированного изучения физики с использованием различных видов ЭВТ - микрокалькуляторов и КУВТ на базе персональных компьютеров.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что в диссертации проведен теоретический анализ современного состояния проблемы компьютерного обучения и роли физики как его научной основы, разработаны концепция и основные принципы функционирования ШІШ о сиотемой 1ШС, а также раоомотрены пути их реализации на практике»
Практическая значимость работы состоит в том, что все разработанные теоретические положения и Принципы доведены до их конкретной реализации: оборудован и с 1987 г, функционирует на базе 307-ой ореднеи школы г.Санкт-Петербурга "Школьный центр информатики", разработана методика организации и принципы его функционирования. Созданы методические рекомендации для студентов и учителей физики по проведению занятий о использованием оригинальной системы НПО для ЭВМ БК ООІОШ и УК-Щ.
Концепция как ведущая идея заключается в рассмотрении cfa зики в качэотве научного базиса курса информатики и вычислительной техники.о приданием пооледней междисциплинарного характера,что открывает новые пути обучения физике и ин'їшрматиЕ цщі всего учебного процесса с использованием учебно-методического комплекса "Кабинет физики-ТСО-ОИВТ" - "Школьный центр информатики" и оригинальной системы ІШС.
На защиту выносятся следующие защищаемые положения:
-
Научные основы методики организации и функционироват междисциплинарного ШШ1 на базе Л.іК "Кабинет физики-ТСО-ОЬВТ" позволяют компьютеризировать изучение школышх предавтов в комплексе о ОИВТ и использованием физики как научного базиса последнего курса.
-
Компьютеризированное изучение учащимися курса физики орэдней школы методом вычислительного эксперимента и моделирс вашій на базе ШЛИ и участие школьников в разработке и создам пакетов ППС по физике способствуют повышению эффективности и качеотва школьного физического образования, усиления возможно отей математизации школьного куроа физики.
-
Работа учащихся в іШИ и создание о их участием ІШС яі лнетоя неотъемлемой чаотьго формирования их компьютерной грамотности и подготовки к работе в информационном обществе.
-
ЩИ способствует распространению компьютерной грамотности ореди учителей школы и вовлечению их в сиотему информационно-компьютерного обучения школьников практически всем дис циплинам.
Апробация работы. Основные положения диссертационного ис следования докладывалиоь и обсуждались на: Всесоюзном семинар "Компьютер и образование" в АПН СССР (Москва, апрель 1988 г., февраль 1990 г.); межвузовском семинаре "Компьютер и школа", проводимом на базе РГПУ им.А.И.Герцена совместно с Ленинградским Домом ученых в Лесном и ЛО Педагогического общества РСС (І98В г.); курсах повышения квалификации учителей физики и ин форматики в Ленинградском ГйУУ и ОблИУУ (1987-1991 гг.); семи нарах на базе 307-ой средней школы Ленинского раііона г.Санкт-Петербурга (I387-I99I гг.) для учителей ризики и информатики, завучей и директоров школ раііона, города, других городов и республик; занятиях со слушателями СПХ и аспирантами'РГПУ
їм,A.11.Герцена (I989-I99J гг.); областной конференции учителей .изики, проводимой Ленинградским ОблйУУ (1991 г.); Всесоюзной ікола-семинаре "Современные средства компьютерного обучения" !.:№ГА, і.'юсква, оентябрь І9УІ г.); Всесоюзной научно-практиче-ікой конференции "Физика в система современного образования" Ленинград-Репино, 12-16 мая 1991 г.); международном семинаре 'ИНФ0К0М-9Г' (борт теплохода "Мария Ульянова", 7-18 июля 1S9I г.); открытых уроках в 307-ой оредней школе г.Санкт-Петзр-іурга в приоутствии учителей физики, информатики, методистов, ітудентов, ученых, работников народного образования (1987-1991 гг.) і Всесоюзном семинаре учителей информатики "Лрактиче-:кие аспекты использования новых информационных технологий в іистеме общего образования" (Москва, январь 1991 г.).
."Школьный центр информатики" награжден серебряной медалью ЗдЖ СССР (постановление 'Л 40-Н от 27,05.91 А? 2054) по итогам Зсесоюзной выставки "Новые педагогические программные средства для средней школы", а также Почетной грамотой Гоообраэования ІССР и Всесоюзной ассоциации "Кадры" по итогам Всесоюзного семинара "Современные средства компьютерного обучения" (сентябрь [991 г.).
Основные результаты исследования внедрены в работу орэд-адй школы 1Ь 307 Ленинского района г.Санкт-Петербурга, в программы курсов повышении квалификации учителей физики ЛОИУУ и інформатики ЛГиУУ. Созданные-в ШШі пакеты Ш1С по физике распространяются через систему Ленучколлектора в школы г.Санкт-Петар-Зурга и Ленинградской области,г,Луганска и Луганокой области.
Диссертация оостоит из введения, трах глав, заключения, зпиака литературы и приложений. Общий объем'диссертации 199 зтраниц, из которых НО составляют основной текот, 74 страницы занимают приложения. Список литературы включает 154 наименования»
Во введении выделены и обоснованы актуальность,цель(Задачи и методы исследования, сірормулироваші гипотеза) концепция, защищаемые положения, научная новизна, теоретическая и практическая значимость проведенного исследовании. В первой гл9Щ "Теоретические и эмпирические предпосылки компьютерного обучения" рассматриваются теоретический анализ и состояние проблемы
компьютеризации образования за рубежом и в нашей стране,анали-вируются психолого-педагогические аспекты компьютерного обучения, иооледуютоя дидактические и методические основы подготовки учителя информационного общества. Во второй главе "Методика организации и функционирования "Школьного центра информатики" на базе кабинета физики средней школы" раокрывагатоп методологические вопрооы компьютерного обучения,роль физики как научной и методичеокой ооновы компьютерного обучения,рассматриваются ооновные направления школьного физического образования в свете компьютеризации. Излагается методика организации, формулируются основные принципы функционирования междисциплинарного ШШ на базе кабинета физиши Рассматривается методика создания и применения сиотемы пакетов ІШС, интегрированных в изучение куроа физики средней школы. В третьей главе приводится подробное описание педагогического эксперимента, обосновывается методика его организации, дается анализ результатов экспериментальной работы о привлечением методов математической статиоти-ки и метода экспертных оценок, В заключении дисоертации приводятся ооновные результаты исследования в целом.