Введение к работе
Актуальность темы исследования. Информатизация и компьютеризация практически всех сфер деятельности общества, внедрение новых технологий, в производство, образование, т.е. в профессиональную деятельность человека стали главными приметами современности. Все эти изменения, в свою очередь потребовали кардинального реформирования сферы образования и формирования многоуровневой, вариативной системы подготовки специалистов к профессиональной деятельности.
Президент Республики Таджикистан Эмомали Рахмон в своем Послании Маджлиси Оли Таджикистана "Ответственность за будущее нации", подчеркивая глобальные изменения, происходящие в обществе, особо отметил: "Когда мы говорим о воспитании подрастающего поколения, не следует забывать о том, что они должны обучаться в школах, оснащённых современными оборудованием, в том числе компьютерами" .
Эти слова Президента, конечно, можно отнести и к студентам вузов и учащимся, и ко всем тем, кто только начинает постигать азы компьютерных информационных технологий.
В рамках исследования особый интерес представляет задача теоретико-методической подготовки будущих учителей при использовании средств информационных компьютерных технологий в своей будущей профессиональной деятельности. Это тем более актуально, что компьютеризация школ, активно проводящаяся в Таджикистане, а, следовательно, и изменение методов преподавания, требуют наличия высокопрофессиональных учителей, способных обучать на современном уровне, быть восприимчивыми к новейшим веяниям и всегда готовых передавать свой опыт учащимся. При этом следует отметить, что подготовка компетентного специалиста в условиях современного информационного общества непременно включает формирование у него системы общих и профессиональных информационно-компьютерных технологий- компетенций.
Степень изученности проблемы. Анализу сущности компетентностного подхода и его реализации в системе высшего педагогического образования посвящены исследования таких российских ученых, как A.M. Андреев, В.И. Байденко, В.А. Болотов, Е.С. Заир - Бек, В.А. Козырев, Ю.Н. Кулюткин, Ю.Г. Татур, Н.Ф. Радионова и др. Научные работы по вопросам вузовской подготовки педагогов в области использования средств ИКТ в профессиональной деятельности опубликовали Г.А. Бордовский, С.Г. Григорьев, В.В. Гришкун, С.А. Жданов, В.А. Извозчиков, С.Д. Каракозов, О.А. Козлов, А.Ю. Кравцова, В.В. Лаптев, Д.Ш. Матрос, В.М. Монахов, И.В. Роберт, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер и др. При всей значимости этих работ в них освещены далеко не все аспекты проблемы профессионального обучения учителей на основе компетентностной модели, включая формирование их готовности к информатизации сферы общего образования. При общей
1 Эмомали Рахмон. Ответственность за будущее нации. Послание Маджлиси Оли Таджикистана. -«Народная газета» от 9.04.2003.
теоретико-методологической проработанности ключевых направлений данної проблемы остаются малоизученными ее методические составляющие, частности теоретико-методическая подготовка будущих учителей прі использовании средств информацион ных компьютерных технологий.
Анализировались и обосновывались подходы к использованию ИК преподавателями физики. Диссертант отмечает, что внимание исследователе преимущественно было сосредоточено на развитии у студентов выпускнико педвузов общих представлений по вопросам использования средств ИКТ преподавании физики, тогда как в практике предметной подготовки учителе физики уже давно являются востребованными конкретные тематически модули, например: «Использование средств ИКТ в решении физических задач» «ИКТ в контроле и учете знаний и умений учащихся» и т.п.
Изучение опыта работы учителей физики в условиях информатизаци средней школы, анализ и обобщение результатов методологических педагогических и методических исследований по проблеме подготовки будущи учителей к использованию компьютерных технологий в преподаваниі позволили выявить следующие противоречия в теории и практике обучения:
1) между необходимостью систематического и комплексног
использования в обучении физике элементов ИКТ - инфраструктуры учебної
среды и эпизодическим применением ее отдельных составляющих в массово
практике;
2) между потребностью в дифференциации и содержательном углублениі
тематических линий подготовки учителей физики к применению средств ИКТ
обучении и сложившейся в педагогических вузах практикой изучени
преимущественно общих подходов к информатизации учебного процесса п
предмету;
3) между высоким уровнем проработанности различных аспекто
информатизации обучения физике в средней общеобразовательной школе
недостаточным исследованием вопросов подготовки учителя физики
эффективному использованию средств ИКТ в обучении, в частности
организации лабораторных занятий по физике;
4) между высоким образовательным потенциалом компетентностного і
модульного подходов к подготовке будущих учителей к использованию средст
ИКТ в преподавании физики и отсутствием научно-методического обеспечени
их реализации в высшей педагогической школе.
Необходимость разрешения указанных противоречий еще ра подтверждает актуальность исследования, в котором автор попыталась ответит на следующий вопрос: как должно осуществляться обучение будущих учителе физики в педагогическом университете, они были профессионально компе тентными в решении задач организации лабораторных занятий по физике средней школе с использованием ср едств ИКТ?
Объектом исследования является процесс обучения в педагогическо университете будущих учителей физики по дисциплине «Теория и методик обучения физике».
Предметом исследования стали содержание, методы, формы и средства обучения будущих учителей физики организации лабораторных занятий по предмету в средней школе с использованием ресурсов и инструментов виртуальной образовательной среды.
Цель исследования: разработка и научное обоснование методики обучения будущих учителей физики эффективному использованию компонентов ИКТ- инфраструктуры учебной среды на лабораторных занятиях по предмету в средней общеобразовательной школе.
Гипотеза исследования: результативность обучения будущих учителей физики применению средств ИКТ на лабораторных занятиях по предмету в средней общеобразовательной школе возрастет, если:
-
в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике» выделить учебный модуль «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте», при разработке концепции и программы модуля реализовать компетентностной подход к обучению будущих учителей;
-
в составе компетентностных задач, определяющих содержание самостоятельной работы студентов выпускников по программе модуля, предусмотреть разработку проекта лабораторного занятия, включающего комплексное использование компонентов ИКТ- инфраструктуры предметной учебной среды.
В соответствии с целью и сформулированной гипотезой исследования были определены задачи исследования:
-
На основе анализа психолого-педагогической, методической и специальной литературы определить теоретико-методические подходы к подготовке будущих учителей физики в области использования средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе.
-
Уточнить базовые ИКТ- компетенции и определить состав специальных профессиональных ИКТ- компетенций учителя физики в организации лабораторных занятий по предмету; выделить уровни развития предметных ИКТ-компетенций и критерии их диагностики.
-
Разработать программу учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» в составе учебной дисциплины «Теория и методика обучения физике». Реализовать в программе модуля компетентностный подход к обучению.
-
Разработать методику обучения будущих учителей физики комплексному использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней общеобразовательной школе.
-
В опытно-экспериментальной работе проверить результативность предложенной методики о бучения.
Методологическую основу исследования составили: основы системного
подхода к анализу объекта исследования (В.Г. Афанасьев, И.В. Блауберг, Т.
Бобоев Т.Н. Сериков, Ф.Х. Хакимов, X. Маджидов и др.); концепции
конструирования и проектирования педагогического процесса (В.И. Андреев,
В.П.Беспалько, В.В. Краевский и др.); теоретические основы
компетентностного подхода к подготовке специалистов в высшей школе (В.И Байденко, В.А. Болотов, В.А. Козырев, Н.Ф. Радионова, Дж Шарипов и др.) исследования в области информационного общества и информатизаци педагогического образования (В.В. Александров, С.А. Бешенков, В.В. Лаптев Д.Ш.Матрос, А.В. Смирнов, И.Х. Каримова и др.); исследования по инфор матизации общего образования и компьютерным технологиям обучения физик (Л.И. Анциферов, Г.А. Бордовский, Е.И. Бутиков, А.В. Смирнов, В. А Стародубцев, А.С. Кондратьев, В.В. Лаптев, А.Н. Тихонов, Т.А. Шукуров и др.) основы методики и техники учебного физического эксперимента (Л.И. Анцифе ров, В.А. Буров, Б.С. Зворыкин, А.А. Покровский, С.А.Хорошавин, А.В.Усова П.В. Зуев, А.А, Бобров, Т.И. Шамало, В.В. Майер, В.Г. Разумовски Т.А.Шукуров и др.); научные теории и концепции усвоения социального опыт (Н.А. Менчинская, А.В. Усова, А.Н. Леонтьев, Л.С. Выготский, С. Л Рубинштейн, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина); современные концепцш развития самостоятельности личности в обучении (Е.В. Оспенникова, П.И Пидкасистый, В. Усова Дж. Шарипов и др.); методология педагогически исследований (Л.И. Долинер, И.Загвязинский, В.В. Краевский и др.).
Методы исследования. Эмпирические: сбор научных фактов - анали нормативных документов, изучение педагогического опыта учителей, анали ИКТ- инфраструктуры учебной среды средней общеобразовательной школы педагогические наблюдения и эксперимент в их различных формах; система тизация и обобщение педагогических фактов. Теоретические: анализ моделе' обучения в психологии и дидактике, их прогностического и объясняющего по тенциалов, противоречий в системе теоретического знания; выдвижение гипоте и теоретическое моделирование учебного процесса. Исследование строилось использованием основ общей и специальной методологии наук, связанных педагогикой: философии, социологии, психологии, физики, математическо статистики и др.
Исследование осуществлялось в три этапа с 2005 по 2009 гг.
На первом этапе (2005 - 2006 гг.) был проведен анализ психолого педагогической и научно-методической литературы, а также диссертационны работ в аспекте исследуемой проблемы с целью определения теоретико методологических основ формирования у будущих учителей физики профе сионально-методических умений и компетентностей; были определены ЦЄЛІ объект и предмет исследования; сформулированы гипотеза и задачи; составле план опытно-экспериментальной работы, проведен ее констатирующий этап.
На втором этапе (2006 - 2007 гг.) разрабатывались программа модул «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» и сопровождающий е комплект дидактических и учебно-методических материалов. В поисково эксперименте осуществлялись апробация программы модуля, корректировк системы квалификационных и компетентностных задач для самостоятельно работы студентов, отработка методики проведения занятий и организаци самостоятельной работы студентов по программе модуля.
На третьем этапе (2007-2009 гг.) в ходе формирующей стадии опытно-экспериментальной работы проверялась эффективность разработанной методики подготовки будущих учителей физики в организации лабораторных занятий по физике. Были выполнены анализ и обобщение полученных в ходе исследования результатов, подведены его итоги. По результатам исследования подготовлены методическое пособие и разработаны учебные материалы.
Экспериментальная база исследования. Опытно-экспериментальная работа проводилась на базе физического факультета Курган-Тюбинского государственного университета (КТГУ), а также на базе школ проведения педагогической практики студентов КТГУ им. Носира Хусрава (гимназия "Ориёно" средних общеобразовательных школ № 3, 7, 10, 12 г. Курган-Тюбе). Программа и материалы учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте» прошли экспериментальную проверку на факультете переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров Института повышения квалификации учителей.
Научная новизна проведенного исследования состоит в следующем:
1. Определена система специальных профессиональных компетенций
учителя физики в организации лабораторных занятий по предмету в условиях
ИКТ- насыщенной среды.
-
В программе и практике преподавания дисциплины «Теория и методика обучения физике» реализованы компетентностный и модульный подходы к обучению будущих учителей физики методике подготовки и проведения лабораторных занятий в средней школе с применением средств ИКТ. Разработана программа учебного модуля «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте».
-
В отличие от ранее выполненных исследований, в которых- рассматривались вопросы подготовки будущих учителей физики к использованию отдельных средств ИКТ в учебном лабораторном эксперименте, в настоящем исследовании предложена методика обучения студентов комплексному использованию компонентов ИКТ- инфраструктуры школьной предметной среды на лабораторных занятиях по физике.
В методике определены технологии формирования у студентов-выпускников обобщенных подходов к проектированию учебно-методических комплексов (УМК) лабораторных занятий по физике в средней школе, включающих использование средств ИКТ в разработке в составе УМК цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся с ресурсами и инструментами виртуальной среды.
Теоретическая значимость работы:
1. Выявлены направления и способы использования составляющих современной ИКТ- инфраструктуры предметной среды обучения на лабораторных занятиях по физике в средней школе (на различных этапах экспериментального исследования как метода познания и на различных этапах лабораторного занятия как организационной формы обучения).
2. Предложена обновленная модель построения лабораторных занятий по
физике в средней школе, включающая:
применение учащимися ресурсов и инструментов виртуальной среды при подготовке к лабораторному эксперименту;
использование компьютерных технологий поддержки учебной деятельности при его выполнении (автоматизированный эксперимент, обработка данных натурных опытов с применением инструментальных пакетов, виртуальный учебный эксперимент).
Определены система и содержание цифровых дидактических материала для самостоятельной работы учащихся, поддерживающих новую модель обу чения. Сформулированы принципы построения данной системы материалов.
3. Уточнена методика использования в обучении наиболее значимого дл
школьного лабораторного эксперимента объекта предметной виртуальной средь
- виртуальной учебной модели, а именно:
- предложена классификация учебных виртуальных моделей и определень
направления использования моделей различных видов в учебном процессе п
предмету; выделены уровни интерактивности и уточнены в соответствии
уровнями формы взаимодействия учащихся с интерактивными учебным
моделями по физике;
- определено место виртуального учебного эксперимента как метода
учебного исследования виртуальных моделей физических явлений в систем
уровней и стадий научного и учебного познания;
- уточнен обобщенный план учебной работы школьников с виртуальным
моделями, предложена технология разработки учебных инструкций
ориентированная на формирование у учащихся обобщенных познавательны
умений в работе с данными виртуальными объектами.
4. Разработана компетентностная модель обучения будущих учителеї
физики комплексному использованию компонентов ИКТ- инфраструктур
предметной среды на лабораторных занятиях. В составе модели определень
цели, содержание, методы и результаты обучения, а также система самостоя
тельной работы студентов.
Практическая значимость исследования:
-
Разработана программа учебного модуля «ИКТ в лабораторном физиче ском эксперименте» в составе дисциплины «Теория и методика обучени физике».
-
Подготовлены дидактические и учебно-методические материалы дл проведения учебных занятий по программе модуля (в полиграфическом цифровом вариантах), разработаны учебно-методические работы, включающи материалы для сопровождения лабораторных занятий.
-
Предложены тематика творческих проектов, темы курсовых и выпу скных квалификационных работ, а также направления разработки студентам авторских коллекций цифровых учебных материалов по проблеме: использ вание средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе.
4. Разработаны методические рекомендации для преподавателей педагогических университетов по обучению будущих учителей физики организации лабораторных занятий по предмету в средней школе в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды.
На защиту выносятся следующие положения:
1. В подготовке будущего учителя физики к использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике приоритетными должны стать компетентностный и модульный подходы. В связи с этим, целесообразно выделить в составе дисциплины «Теория и методика обучения и воспитания (физике)» (специальность 03.00.02 - физика, квалификация «учитель физики») учебный модуль «ИКТ в лабораторном физическом эксперименте». В программе модуля цели, содержание и результаты обучения должны быть определены в их компетентностном контексте. При организации занятий с помощью модуля необходимо использовать адекватный компетентностному подходу к обучению комплекс методов и форм организации учебной работы студентов (метод проектов, метод социального взаимодействия, метод кейсов, методы развития критического мышления и педагогической рефлексии, методы проблемного обучения).
3. Подготовка будущих учителей физики к использованию средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе включает овладение системой специальных методик и технологий: а) методикой обучения учащихся использованию ресурсов и инструментов виртуальной среды при подготовке к лабораторному эксперименту и рациональному применению компьютерных технологий (автоматизированный эксперимент, обработка данных натурных опытов с применением инструментальных пакетов, виртуальный учебный эксперимент) при его выполнении; б) методикой формирования у учащихся обобщенных умений в работе с объектами и инструментами виртуальной среды; в) методикой и технологией проектирования и разработки системы цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся, поддерживающих в ходе лабораторного эксперимента различные виды их учебной деятельности с компонентами ИКТ- инфраструктуры предметной среды обучения; г) методикой и технологией разработки учебно-методических комплексов лабораторных занятий, включающих использование средств ИКТ, в том числе УМК лабораторных занятий нетрадиционных форм организации; д) методикой и технологиями дистанционной поддержки учебной работы школьников на лабораторных занятиях.
Достоверность результатов исследования обеспечена: всесторонним анализом поставленной проблемы; применением современной научной методологии исследования и выбором методов исследования, адекватных его предмету; разнообразием методов опытно-экспериментальной работы и корректностью их применения, контролируемостью условий проведения эксперимента и воспроизводимостью его результатов, критической оценкой полученных результатов и их сопоставлением с уже имеющимися результатами педагогических экспериментов по данной проблеме. Применением методов
математической статистики с целью определения надежности и достоверности выводов по результатам экспериментального обучения.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались на региональных, республиканских и международных семинарах, симпозиумах и конференциях, посвященных проблемам информатизации образования: в Кулябе («Физика в системе современного образования», 2007), Душанбе («Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях», 2006; «Информатизация педагогического образования», 2008), Курган-Тюбе («Информатизация образования», 2008). Результаты исследования внедрены учебный процесс в Курган - Тюбинском государственном университете, Хатлонском областном Институте переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров, прошли апробацию в базовых школах для проведения педагогической практики студентов физического факультета КТГУ им. Носир Хусрава.
Апробация учебно-методического комплекта модуля «ИКТ в лаборатор ном физическом эксперименте» осуществлялась в 3-х педагогических вуза Таджикистана, высшей педагогической школе («Информатизация системь образования», 2005-2009 гг.).
Структура работы. Работа состоит из введения, из двух глав, заключения списка использованной литературы и приложений.
