Процесс формирования общекультурных и профессиональных компетенций будущего инженера закладывается в техническом вузе средствами общепрофессиональных и естественнонаучных дисциплин. Физике отводится особая роль, так как она является не только базовой составляющей инженерного образования, но и мировоззренческой дисциплиной, формирующей научное мышление будущего инженера. Возрастающая значимость информационных технологий в образовательной деятельности обуславливает специфику педагогических технологий используемых в процессе профессиональной подготовки специалистов. Одной из тенденций профессиональной подготовки инженера выступает «смешанное обучение».
Рассмотрим различные подходы к определению этого понятия. Дарлин Пейнтер (DarlingPainter):«Смешанное обучение (blendedlearning) - объединение строгих формальных средств обучения - работы в аудиториях, изучения теоретического материала - с неформальными, например, обсуждением посредством электронной почты и Интернет-конференций» [4]. Пурнима Валиатан (Purnima Valiathan):«Смешанное обучение - описание решений, в которых комбинируются различные способы доставки учебного содержания, такие как программное обеспечение совместной работы, курсы, построенные на Веб-технологиях, EPSS и методики управления знаниями»[8]. Эллисон Роззетт (AllisonRossett) и Ребекка ВоганФрази (Rebecca Vaughan Frazee): «Смешанное обучение - формальное и неформальное обучение, общение «лицом-к-лицу» и общение «онлайн», управляемые действия и самостоятельный выбор пути, использование автоматизированных справок и связей с коллегами - чтобы достичь своих целей и целей организации» [9]. Роджер Шанк (Roger Schank): « Смешанное обучение - использование, в той или иной мере, электронного и аудиторного обучения» [3]. Чарльз Джиубан (Charles D. Dziuban): «Смешанное обучение - фундаментальная перестройка традиционной модели обучения и формирование инновационной модели со следующими характеристиками: смещение от лекционно-ориентированной технологии к технологии, в которой студенты становятся активными и интерактивными обучающимися не только в сети, но и при проведении очных занятий; увеличение интерактивного общения между студентом и преподавателем, студентом и студентом, студентом и содержанием курса, студентом и внешними ресурсами; интегративный подход к формированию оценивающего механизма, как студента, так и преподавателя» [10].
Смешанное обучение связано с использованием различных педагогических подходов в рамках одного курса, педагогические технологии при этом являются инструментом для реализации педагогических целей. Пурнима Валиатан в своем определении опирается на программное обеспечение для совместной работы и на курсы, построенные на Веб-технологиях, EPSS и методики управления знаниями. Чарльз Джиубан считает, что смешанное обучение приводит к увеличению интерактивного общения между студентом и преподавателем, студентом и студентом, студентом и содержанием курса, студентом и внешними ресурсами.
Таким образом, смешанное обучение предоставляет большие возможности для взаимодействия студента и преподавателя, образовательного процесса в аудитории, а также для создания сетевого взаимодействия, для обмена опытом в процессе формирования системных научных знаний, развития теоретического мышления инженера.
Мы понимаем под смешанным обучением - инновационный педагогический процесс, реализуемый на основе интеграции возможностей системы дистанционной поддержки учебного процесса Educon и традиционных образовательных технологий. Система Educon принадлежит Тюменскому государственному нефтегазовому университету и представлена электронными учебно-методическими комплексами (ЭУМК) дисциплин. Ее назначение: объединение образовательных ресурсов (в том числе виртуального лабораторного практикума) в одной образовательной системе; сбор статистических показателей обучения; организация обучение в процессе совместного решения учебных задач.
При смешанном обучении следует выбирать такие компоненты обучения, которые будут не только гармонично сочетаться друг с другом, но и образовывать методическую систему обучения. Компонентами структуры методической системы обучения (МСО) физике являются: цели обучения, содержание физического образования, методы, средства и формы организации обучения.
В качестве содержания обучения физике (содержания образования) выступают фундаментальные классические и современные физические теории и их дедуктивные следствия, методы научного познания природы и методы учебно-познавательной деятельности с учетом деятельностной природы знания. Усвоить содержание физического понятия - значит овладеть действиями по выделению и распознаванию объектов; овладеть действиями по выявлению связей данного понятия с ранее введенными; выяснить среду функционирования, логические связи с другими понятиями, место понятия в структуре теории; знать содержание тех теоретических объектов, которыми оперирует понятие; овладеть действиями по дедуктивному выводу следствий из данного понятия; овладеть действиями по формированию новых объектов, принадлежащих понятию. Способы (приемы) усвоения знаний также следует рассматривать в качестве содержания учебного предмета.
Физическая теория о фрагменте физического мира образует концептуальную систему, ибо «...формой, в которой существует истина, может быть лишь научная система ее» [2]. Общие закономерности построения теорий, их структура, математический аппарат и т.д. обсуждаются в логико-философской литературе [1, 5].
Физическая теория образует целостную систему знаний о фрагменте природы. Ее элементы гносеологически взаимосвязаны и упорядочены.
Рис. 1. Компоненты физической теории
Каждая из физических теорий исследует свой фрагмент природы, содержательная структура всех физических теорий одинакова.
Содержание учебного курса физики должно отражать важнейшие гносеологические функции физической теории, которые, в определенной мере, должны играть роль методологических оснований учебного курса. Рассматривая вопрос о самом процессе научного познания, В. Н. Мощанский отмечает гносеологические функции и значение физической теории: «Физическая теория, во-первых, позволяет единообразно объяснить широкий круг фактов и законов, а во-вторых, она позволяет сделать ряд новых предсказаний и выводов, и в этом ее функция и значение» [6, с. 18]. Предсказательная и объяснительная «... функции формализуются через понятия взаимодействия объектов физической системы и состояния физической системы: взаимодействие обусловливает изменение состояния физической системы, а результат взаимодействия выражается в теории через понятие состояния и изменения состояния физической системы. В физической теории концепция взаимодействия реализуется совместно с понятием состояния физической системы» [7]. Как было уже отмечено ранее, дидактический аспект концепции взаимодействия подробно проанализирован В. В. Мултановским [7]. В основе современной картины мира автор предлагает рассматривать фундаментальные взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое взаимодействие) как дидактическую основу построения учебного курса.
С целью формирования системных знаний в учебном курсе должна найти отражение также логика построения элементов физической теории.
Результаты обучения физике зависят как от содержания образования (изучения физических теорий), так и от способов достижения целей обучения - методов обучения. Методы обучения как способ организации учебного материала и взаимодействия преподавателя и студента для достижения образовательных и воспитательных целей определяются с учетом наиболее короткого пути познания. В связи с тем, что образовательные и воспитательные цели реализуются в структуре отношений «преподаватель - содержание учебного материала - студент», метод обучения следует рассматривать как способы деятельности преподавателя и студента.
Формы организации обучения - способы предоставления образовательных услуг с обязательным учетом социально-психологических особенностей обучающегося, режима его жизнедеятельности. Формы организации обучения физике соответствуют учебно-познавательной деятельности, характерной для будущей профессии: исследование, анализ результатов исследования, моделирование, конструирование, внедрение в практику - и направлены на формирование системных знаний фундаментальных физических теорий, знаний методов познавательной деятельности, отражающих взаимосвязь эмпирического и теоретического.
Процесс обучения строится на принципе индивидуализации обучения, ориентацией на самостоятельную учебную деятельность студентов.
Способствуют усвоению знаний, формированию различных умений, развитию и воспитанию личности средства обучения. К ним следует отнести знания законов логики, философские знания, знания структуры теории, историко-научные знания, а также материально-технические средства (лабораторные установки, демонстрационное оборудование и т.п.), материально-методическую базу изучения (учебники, задачники, методические пособия и т.п.)
Система средств обучения имеет составляющие: традиционные средства с использованием физического эксперимента и средства информационно-компьютерной поддержки - виртуальные тренажеры, мультимедийные обучающие системы, электронные лекции, Интернет-ресурсы, система электронного тестирования, ресурсы системы дистанционного обучения Educon.
Компьютерная поддержка организации самостоятельной работы студентов становится абсолютно необходимой как для оперативной выдачи учебных материалов, так и для автоматизированного учета учебных достижений студентов.
Задания для самостоятельной работы содержат две части - обязательную и факультативную, рассчитанную на более продвинутых студентов, выполнение которой учитывается при итоговом контроле.
Применение информационных технологий при обучении физике в сочетании с традиционными способами организации учебной деятельности открывает дополнительные возможности при проведении учебных занятий.
При подготовке и проведении занятий в системе Educon преподаватель использует набор элементов курса: лекции (различных форм представления); тесты (различные выборки); методические указания; курсовые, практические работы; виртуальный лабораторный практикум; новости; сообщения; чат; форум; семинар; глоссарий; анкеты; опросы; уроки; задания; экзаменационные ведомости.
Варьируя сочетания различных элементов курса, преподаватель организует изучение материала таким образом, чтобы формы обучения соответствовали целям и задачам конкретных занятий.
Лабораторное занятие поддерживается не только словесным отчетом, но и компьютерным тестированием и, по возможности, работой с аналогичной моделью. Виртуальные лабораторные работы системы Educon. являются прекрасным дополнением к реальным лабораторным работам, дают новые возможности обучения физике в дополнение к ранее существующим. Наибольшая эффективность реализуется посредством технологии формирования виртуальной реальности, так как достигается «перекрытие» большого количества каналов восприятия человека (зрение, слух, кинестетика).
В виртуальной лабораторной работе имитируется реальная установка, в ходе ее выполнения студенты снимают показания с приборов, работают с моделью явления, обучаются обработке результатов измерений. Отчет о работе остается в системе, и преподаватель, проверяя его, определяет баллы за выполненную работу.
Такой подход обеспечивает ритмичность работы студента и позволяет детализировать контроль над его учебной деятельностью.
Известно, что контроль стимулирует обучение и влияет на поведение студентов. Рейтинговая система контроля знаний и умений студентов, существующая в Тюменском государственном нефтегазовом университете (ТюмГНГУ), - это научно обоснованная система педагогического контроля, направленная на индивидуальную оценку каждого обучающегося, выраженную по многобалльной шкале, на основе систематического контроля и интегрально характеризующая успеваемость студента по данной дисциплине в течение определенного периода обучения.
Рейтинговая система контроля и оценка знаний и умений студентов предполагала учет всех видов их деятельности в процессе выполнения заданий самостоятельной работы, их работу на семинарах, ответы на коллоквиумах, выполнение и защиту лабораторных работ. Тестовый контроль системы Educon, как одна из форм контроля, является универсальным по способу применения.
Результаты исследования
Нами выявлены особенности смешанного обучения при изучении физики: в структуре содержания обучения, адекватного физической теории и ее методам познания; в самостоятельной деятельности студентов, соответствующей схемам учебных действий; в разработке средств обучения с применением физического эксперимента и информационных технологий.
Мы обосновали содержательную модель курса физики, состоящей из двух частей: инвариантной (основной) и вариативной (система творческих заданий). Нами обоснованы и определены формы организации учебно-познавательной деятельности, раскрывающие этапы научного познания. Разработанный нами электронный учебно-методический комплекс «Физика» системы Educon содержит: лекции, методические материалы по изучению дисциплины, задания для самостоятельной работы студентов, виртуальные лабораторные работы, тестовые задания всех видов контроля.
Достоверность и доказательность положений и выводов определяется: глубиной методологического обоснования, его согласованностью с теорией познания; подтверждением в экспериментальной работе. А также апробацией основных положений в практике преподавания физики в средней школе, техникуме и Технологическом институте Тюменского государственного нефтегазового университета. Всего в эксперименте приняло участие 414 выпускников школ и студентов.
Наша практика работы показала - использование смешанного обучения при изучении физики способствует повышению качества образовательных услуг, целостному восприятию компонентов физической и естественнонаучной картины мира, развитию личностного опыта, способности к самовыражению и саморазвитию; потребности достижения успеха.
Рецензенты:
Маллабоев У., д.ф.-м.н., профессор филиала ТюмГУ в г. Тобольске, кафедра физики, математики, методики преподавания., г. Тобольск;
Яркова Т. А., д.п.н., профессор, филиала ТюмГУ в г. Тобольске, кафедра педагогики и социального образования., г. Тобольск.
Библиографическая ссылка
Половникова Л.Б. СМЕШАННОЕ ОБУЧЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКИ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18780 (дата обращения: 16.10.2024).