22 февраля 2020г.
Аннотация: Процесс глобализации, информатизации общества начала XXI века позволяет современному человеку мобильно перемещаться по миру, не прекращая учебную или профессиональную деятельность. С возрастанием роли цифровой образовательной среды, определяющей вектор развития образования Российской Федерации, поиск моделей организации учебного процесса, отвечающих вызовам времени, становится актуальным. Приоритетными направлениями системы высшего профессионального образования, становятся модификация форм организации учебной деятельности, включение цифрового контента в традиционный формат обучения; изменение профессиональной роли преподавателя в подготовке выпускника ВУЗа. Поэтому, применение дистанционных технологий в системе высшего профессионального образования, является принципиально новой формой процесса обучения. Главной характеристикой среды обучения является отдаленность учащегося от преподавателя во времени и пространстве, и одновременная возможность поддержать диалог в любой момент посредством телекоммуникационных технологий.
Ключевые слова: обучение физике, высшее образование, дистанционные технологии, инновации в образовании.
Глобальные изменения, произошедшие в научно-технической и социально-экономической областях современной жизни, явились причиной создания объективных условий для интенсификации процесса информатизации в обществе, характеризующихся значительным ростом роли информационных коммуникаций в общественной жизни, формированием национальных и глобального информационных пространств, что позволило обеспечить эффективное взаимодействие между людьми, доступ индивидов к информационным ресурсам, удовлетворить их личностные социальные потребности в информационных услугах и продуктах.
Высокие требования, предъявляемые современным обществом к профессиональному уровню, делают доступ к высшему образованию важным условием для вхождения в информационное или постиндустриальное общество. Интенсивный рост объема и роли информации, необходимой современному человеку делает неэффективными многие традиционные методы обучения, применяемые в ныне действующей образовательной системе.
В новых условиях профессионализм становится основным критерием общественного положения, а в качестве социальной единицы выступает скорее не индивид, а отдельное сообщество. В связи с этим, важнейшей задачей образовательной системы современного общества стало обеспечение каждому человеку свободного открытого доступа к образованию в течение всей его жизни. При этом должны учитываться его интересы, потребности и способности. Поэтому, свободный доступ к информации (в современных условиях главным образом - электронной) становится одним из наиболее важных, ревностно защищаемых человеческих прав.
Применение и совершенствование информационных технологий, основанных на телекоммуникационных системах и компьютерной технике, в обучающем процессе обусловлено самим характером и интенсивностью информатизации общества как в целом, так и в образовательном пространстве, в частности. Образовательное пространство России понимается как совокупность образовательных учреждений всех типов, взаимодействующих с этими учреждениями государственных и общественных организаций, в которых также ведутся учебно-воспитательные и образовательные процессы.
Они формируют социальную среду человека, превращают его в личность с определенным уровнем образованности, интеллекта и культуры, политических межличностных, социальных и других видов отношений. Для единого образовательного пространства характерны свои общественные, политические, государственные, социальные, экономические, педагогические, научные, военные, информационные и другие составляющие фундаментального образовательного процесса.
В настоящее время появились широкие возможности использования средств электронного обучения в российских ВУЗах. В частности, одной из важных задач в сфере образования является «создание современной и безопасной цифровой образовательной среды, обеспечивающей высокое качество и доступность образования всех видов и уровней»1.
Можно выделить три основных направления развития цифровых технологий в современном естественнонаучном образовании2:
- дистанционное образование;
- цифровые лаборатории;
- библиотеки мультимедиа объектов.
Следует отметить, что резкой границы между указанными направлениями нет, каждое направление развивается как открытая система, включающая другие элементы. Так, например, специалистов дистанционного образования используют ресурсы и виртуальных лабораторий, и сетевых библиотек.
На кафедре методики обучения физике РГПУ им. А. И. Герцена проводятся методические исследования по повышению научного уровня обучения физике в ВУЗе на основе современных информационных технологий3. Одним из направлений является обработка экспериментальных данных с помощью ИКТ, другим направлением является использование компьютерных моделей для организации учебно-исследовательской деятельности, что позволяет значительно экономить время на занятии и осваивать элементы исследовательской деятельности.
Учебные исследования теоретического уровня студенты совершают на лекциях и практических занятиях с применением математического моделирования и компьютерного виртуального эксперимента, а также при составлении и решении систем задач, учебные исследования эмпирического уровня студенты выполняют в ходе лабораторного практикума через натурный эксперимент. Лабораторный практикум организован таким образом, что студенты не только выполняют типовые лабораторные работы исследовательским методом, но и разрабатывают новые лабораторные работы согласно задаче, поставленной преподавателем.
В работе4 разработана методика комплексного использования средств новых информационных
технологий и традиционных технических средств обучения в учебном процессе на основе принципа оптимизации процесса обучения физике с их применением на различных этапах учебных и внеурочных занятий. Автор подчеркивает роль информационных технологий и технических средств обучения в повышении наглядности обучения, формирований умений работать с информацией, но не рассматривает возможности этих средств в организации учебного процесса, в котором обучающиеся способны получать новое знание под руководством преподавателя. Новые информационные технологии и традиционные технические средства обучения преподаватель использует как иллюстрацию новых знаний, либо как средство закрепления и применения полученных знаний.
В работе5 рассматривается использование устройств виртуальной реальности для организации исследовательской деятельности на занятиях по физики.
Авторы указывают, что устройства виртуальной реальности позволяют провести наблюдения и собрать фактический материал, не выходя из класса.
Преподаватели отмечают, что использование цифровых лабораторий экономит как время на подготовку эксперимента, так и на его проведение на занятии, что очень важно в условиях интенсификации учебного процесса. Применять цифровую лабораторию можно во всех видах физического эксперимента – демонстрационного, лабораторного, практикума, экспериментальных задач. Анкетирование преподавателей, проведенное в процессе их повышения квалификации в УрГПУ в 2017 году, показало, что даже при наличии цифровых лабораторий в кабинете физики, преподавателя не всегда применяют их учебном процессе, поскольку для этого требуется специальная подготовка6.
1 Указ Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года»
2 Дорофеев, М. В. Новые направления информатизации школьного химического образования / М. В. Дорофеев // Первое сентября. Химия. -2005. - №15. - С. 6- 21.
3 Ларченкова, Л.А. Методика организации исследовательской деятельности учащихся по физике на основе цифровых образовательных ресурсов / Л.А. Ларченкова // Сибирский педагогический журнал. - 2012. - № 3. - С. 201-206.
4 Галишева, М. С. Учебно-исследовательская деятельность: структурная модель и формулировка понятия / М. С. Галишева, П. В. Зуев // Педагогическое образование в России. - 2019. - № 6. - С. 6-18.
5 Лебедева, О. В. Исследование движения шарика в «мертвой петле» / О. В. Лебедева, М. Г. Боженкина // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных трудов. Выпуск 30. М.: ИСРО РАО, 2019. - С. 59-60.
Применение цифровых лабораторий при постановке демонстрационного эксперимента позволяет активизировать познавательную деятельность студентов, формировать умения планировать эксперимент и объяснять полученные результаты. С.А. Винницкая показывает, что с помощью цифровой лаборатории SenseDisc можно не только обнаружить явление, но и изучить его детально, построив графики на основе программного обеспечения, прилагающегося к цифровой лаборатории7.
Многие авторы работ по методике обучения физике подчеркивают, что особое значение имеет применение цифровых лабораторий для осуществления проектной и исследовательской деятельности студентов. Причем спектр применения цифровых лабораторий очень широк: можно превратить обычную лабораторную работу в полноценное исследование или организовать междисциплинарное естественнонаучное исследование.
Для нас важно подчеркнуть, что применение цифровых лабораторий расширяет спектр физических задач для организации на их основе учебно-исследовательской деятельности, поскольку позволяет исследовать быстропротекающие процессы. Например, с помощью датчиков можно исследовать колебания, в том числе затухающие, поскольку есть возможность изучать графики зависимостей измеряемых величин.
Цифровые лаборатории могут являться инструментальной основой внеурочной учебно- исследовательской деятельности. В работе Е.А. Енюшкиной описан интересный опыт организации физических исследований в условиях передвижного летнего лагеря-экспедиции8. Например, студенты проводили цифровые исследования с помощью цифровой лаборатории «Архимед» микроклимата реки Ветлуга: изучение температурного режима речной воды в зависимости от различных факторов, скорости течения и расхода воды на различных участках реки, определение радиационного фона и т.д.
Эффективное использование всего спектра возможностей, который предоставляют дистанционные образовательные технологии ведет к решению проблем образования, вызванных активном ростом объемов преподаваемых материалов, их непрерывным обновлением, сложностей, возникающих при подготовке образовательных текстов и дальнейшего развития образовательной среды.
Создание электронных интерактивных образовательных ресурсов, которые обладают такими инновационными характеристиками, как мультимедийная насыщенность, интерактивность стало результатом стремительного развития информационные технологий в образовательной сфере. А доступ посредством телекоммуникаций к образовательным ресурсам позволяет ожидать от компьютеризации и информатизации процесса обучения повышения качества и эффективности образования.
6 Демидова, М. Ю. Современные подходы к оценке качества естественнонаучного образования в международных и национальных исследованиях / М. Ю. Демидова // Естественнонаучное образование: проблемы оценки качества. Сборник. - М.: Издательство Московского университета, 2018. - С. 14-41.
7 Винницкая, С. И. Современное оснащение кабинета физики. Использование датчика света цифровой лаборатории на уроках физики. Дифракция света. Дифракционная решётка / С. А. Винницкая // Видеонаука. - 2016. - №4 (4). - С. 44.
8 Енюшкина, Е. А. Цифровые технологии в исследовательской деятельности / Е. А. Енюшкина // Физика в школе. - 2011. - №5. - С.41.
Список литературы
1. Указ Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года»
2. Винницкая, С. И. Современное оснащение кабинета физики. Использование датчика света цифровой лаборатории на уроках физики. Дифракция света. Дифракционная решётка / С. А. Винницкая // Видеонаука. - 2016. - №4 (4). - С. 44.
3. Галишева, М. С. Учебно-исследовательская деятельность: структурная модель и формулировка понятия / М. С. Галишева, П. В. Зуев // Педагогическое образование в России. - 2019. - № 6. - С. 6-18.
4. Демидова, М. Ю. Современные подходы к оценке качества естественнонаучного образования в международных и национальных исследованиях / М. Ю. Демидова // Естественнонаучное образование: проблемы оценки качества. Сборник. - М.: Издательство Московского университета, 2018. - С. 14-41.
5. Дорофеев, М. В. Новые направления информатизации школьного химического образования / М. В. Дорофеев // Первое сентября. Химия. -2005. - №15. - С. 6- 21.
6. Енюшкина, Е. А. Цифровые технологии в исследовательской деятельности / Е. А. Енюшкина // Физика в школе. - 2011. - №5. - С.41.
7. Ларченкова, Л.А. Методика организации исследовательской деятельности учащихся по физике на основе цифровых образовательных ресурсов / Л.А. Ларченкова // Сибирский педагогический журнал. - 2012. - № 3. - С. 201-206.
8. Лебедева, О. В. Исследование движения шарика в «мертвой петле» / О. В. Лебедева, М. Г. Боженкина // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных трудов. Выпуск 30. М.: ИСРО РАО, 2019. - С. 59-60.
