Методика применения электронного учебного пособия в изучении темы "Сила трения"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Теоретические основы организации информационных технологий в процессе обучения физике
• 1.1 Анализ состояния проблемы исследования в теории и практике школьного обучения
• 1.2 Принципы и виды, структура содержания электронных учебников по физике
• 1.3 Педагогические условия использования электронного учебника в процессе обучения физике
• 2. Экспериментальная работа по использованию электронных учебников в процессе изучения физике
• 2.1 Цель, задачи, принципы и методы организации экспериментальной работы
• 2.2 Методика реализации педагогических условий использования электронного учебника в процессе обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы
• 2.3 Авторская разработка
• 3. Интерпретация и оценка полученных результатов
• Заключение
• Список использованной литературы
• Приложения
• Введение

Актуальность. В настоящее время в образовании Казахстана идет процесс перехода к стандартам нового поколения, при этом определяется роль информатизации и подтверждается факт вхождения человечества в эпоху глобализации информационных процессов.

Только за последнее десятилетие повсеместно стали использоваться новые информационные технологии: Интернет, мобильная связь, цифровые технологии. При этом разрабатываемый образовательный стандарт должен стать ответом на вызов современного глобального непрерывно меняющегося мира.

На всем протяжении существования школы решается одна и та же задача - повышение эффективности обучения. Традиционно эта задача решается путем внедрения всякого рода усовершенствований, например, изменением числа часов в учебном плане, применением различных наглядных пособий и т. п. С точки зрения дидактической системы реализации учебного процесса, происходит постоянное совершенствование канала прямой связи. В то же время по каналу обратной связи информация о качестве усвоения материала от обучаемого к учителю поступает эпизодически и, как правило, с опозданием и не может служить средством оперативного управления учебным процессом.

Слабое усвоение обучаемыми учебного материала является сигналом ошибки учителей, который должен приводить к коррекции учебного процесса. В зависимости от величины и характера сигнала ошибки преподаватель должен пересмотреть свою методику, в какой-то степени скорректировать организацию занятий и их виды, наглядные пособия (средства обучения), тем самым своевременно влиять на успеваемость обучаемых.

Все новинки технологического прогресса с особым восторгом встречают именно дети. Поэтому очень важно использовать любознательность и высокую познавательную активность учащихся для целенаправленного развития их личности. Именно на уроках под руководством педагога школьники могут научиться использовать компьютерные технологии в образовательных целях, овладеть способами получения информации для решения учебных задач, а впоследствии и более широкого круга компетенций, приобрести навыки, обеспечивающие возможность продолжать образование в течение всей жизни.

Однако использование в настоящее время компьютерных технологий в процессе обучения, в том числе физики, скорее исключение, чем правило. Кроме того, надо признать, что за последние годы наблюдается снижение интереса учащихся к естествознанию вообще и к физике в частности, что представляет собой одну из проблем школьного образования. Причины негативных изменений, появившихся в обучении физике за последние годы, связаны с нарастанием сложности программного материала и сокращением учебного времени на его усвоение, а также недостаточным обеспечением учебного процесса специальным оборудованием. На современном этапе развития страны осуществляется модернизация среднего образования, в рамках которой и педагогами нашей школы активно ведутся поиски новых подходов, средств и методов обучения. Цель педагогической деятельности ориентирована на повышение качества образования через внедрение и интеграцию современных образовательных технологий, при этом информационным отводится ведущее место.

Такие педагоги как В.П. Беспалько, А.А. Вербицкий, П.Я. Гальперин, Б.С. Гершунский, В.В. Давыдов, Л.И. Долинер, М.И. Жалдак, В.В. Лаптева, B.C. Косов В.Н.( проректор КазНПУ им. Абая), Пономаренко Е.В.( ЮКГУ им. Ауэзова) информационные технологии в процессе обучения рассматривают в разных аспектах. Однако анализ психолого-педагогической литературы и школьной практики показывает наличие противоречия между признанием необходимости использования информационных технологий в процессе обучения физике и имеющейся сегодня недостаточной методической разработанностью данного вопроса в практике обучения. Отсюда вытекает проблема исследования, которая заключается в выявлении педагогических условий, обеспечивающих эффективное использование электронных учебников в процессе обучения физике.

Цель исследования состоит в выявлении, теоретическом обосновании, а так же экспериментальной проверке педагогических условий, способствующих повышению эффективности использования электронных учебников в процессе обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы. Объект исследования - учебно-воспитательный процесс в старшем звене общеобразовательной школы.

Предметом исследования являются способы использования электронных учебников в процессе обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы. Приступая к исследованию, выдвигаем следующие гипотезы. Использование электронных учебников в процессе обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы будет эффективным, если будут соблюдены следующие педагогические условия:

· создание положительной мотивации субъектов обучения: школьников к использованию электронных учебников;

· применение разноуровневых заданий для учеников (индивидуализация обучения);

· развитие самоконтроля у учеников.

Исходя из цели и для проверки выдвинутой гипотезы, были определены следующие задачи педагогического исследования:

1. проанализировать состояние организации информационных технологий в процессе обучения физике в педагогической теории и практике,

2. определить принципы и виды электронных учебников в процессе обучения физике,

3. теоретически обосновать и экспериментально проверить педагогические условия, способствующие повышению эффективности использования электронных учебников в процессе обучения физике,

4. апробировать методику реализации выявленных педагогических условии.

Методологическую основу исследования составили положения психологическая теория деятельности (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн и др.); системный подход (В.Г. Афанасьев, И.В. Блауберг, В.П. Беспалько и др.); интегративно-развивающий подход (Л.А. Шипилина и др.); личностно ориентированный подход (Э.Ф. Зеер, Б.Ф. Ломов, В.В. Сериков; И.С. Якиманская и др.); теория информатизации общества (Е.П. Велихов, Б.С. Гершунский, A.M. Довгялло, А.П. Ершов, Д.Ш. Матрос, В.В. Рубцов, В.В. Шапкин и др.); теория компьютерных технологий (Ю.С. Брановский, А.Л. Ваграменко, А.А. Кузнецов, М.П. Лапчик, И.В. Роберт, Э.Г. Скибицкий, Ю.Л. Деранже и др.); теория и методология педагогических исследований (В.И. Андреев, М.И. Грабарь, А.Г. Гостев, П.М. Жучек, Т.Е. Климова, В.И. Михеев, А.Я. Наин, Н.В. Сычкова, З.А. Шакурова и др.)

Проблемы технологии создания компьютерных обучающих программ, классификация программных продуктов учебного назначения, педагогические требования к инструментальным средствам рассматривались Ш.М. Калановой, В.П. Линьковой, Г.А. Лисьевым, С.В. Панюковой, М.И. Потевым, Э.Г. Скибицким, Г.Н. Чусавитиной, Т.Л. Шапошниковой и др. В исследовании рассматривались работы классиков психологии и педагогики Б.Г. Ананьева, Л.С. Выготского, Я.А. Коменского, К.Д. Ушинского и др.

Тема, гипотеза и задачи исследования обусловили выбор совокупности методов исследования: теоретический анализ проблемы на основе изучения психолого-педагогической и методологической литературы; комплексная диагностика с использованием анкетирования, тестирования; наблюдение; эксперимент; описание; анализ; обобщение и систематизация результатов эксперимента; методы компьютерной обработки данных и наглядного представления результатов. Теоретическая значимость исследования состоит в том, что уточнено понятие «информационные технологии», принципы и виды электронных учебников; разработаны и теоретически обоснованы педагогические условия использования электронных учебников в процессе обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы.

Практическая значимость исследования - апробирована методика реализации педагогических условий эффективного использования электронных учебников в процессе обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы.

Опытно - экспериментальной базой исследования выступила СШ № 4 с углубленным изучении ем математики г. Рудного. В эксперименте участвовало 103 человека: 10м1, 11м1 - экспериментальные, 10м2,11м2 - контрольные классы.

Структура работы. Дипломная работа состоит из введения, двух глав (теоретической и экспериментальной), заключения, списка использованных источников, приложений.

1. Теоретические основы организации информационных технологий в процессе обучения физике

Известно, что образование - один из главных институтов социализации личности. Образованный человек, легко ориентирующийся в изменяющемся обществе, быстро осваивающий новые сферы деятельности, обладающий высоким уровнем компетентности, способный проанализировать любую ситуацию, оценить ее и принять соответствующее решение - это гражданин открытого общества.

Использование информационных технологий в учебно-воспитательном процессе позволяет учителям реализовать свои педагогические идеи, представить их вниманию коллег и получить оперативный отклик, а учащимся дает возможность самостоятельно выбирать образовательную траекторию - последовательность и темп изучения тем, систему тренировочных заданий и задач, способы контроля знаний. Так реализуется важнейшее требование современного образования - выработка у субъектов образовательного процесса индивидуального стиля деятельности, культуры самоопределения, происходит их личностное развитие.

Именно поэтому в первой главе диплома проанализировано не только теоретические основы использования электронных учебников на уроках физики, но и уточнены проблемы исследования информационных технологий, принципы и виды электронных учебников; на их основе разработаны и теоретически обоснованы педагогические условия использования электронных учебников в процессе обучения физике.

1.1 Анализ состояния проблемы исследования в теории и практике школьного обучения

Современный уровень развития общества, требует высокообразованных специалистов, людей творческих, способных к свободному мышлению. Это ставит перед современной педагогикой задачу выработать методы для развития такой конкурентно-способной личности. В последние десятилетия эта задача успешно решается с помощью разработки и внедрения в образовательный процесс различных педагогических технологий.

Педагогическая технология - это научно обоснованный выбор характера воздействия в процессе организуемого учителем взаимообщения с обучаемыми, производимый в целях максимального развития личности как субъекта окружающей действительности.[86, с.7]

Педагогическая технология есть некоторая проекция теории и методики воспитания на практику воспитания, индивидуализированная в силу широчайшего многообразия персональных особенностей личности преподавателя и ученика.

Процесс целенаправленного воспитания личности, её информатизация и социализация, акты коррекции в её развитии и саморазвитии осуществляются в педагогических системах. Но многие до сих пор опасаются, что информационная технология приведёт к дегуманизации образования. В настоящее время все в большей степени становится очевидным, что выживание и устойчивое развитие общества невозможно без информатизации и становления информационного общества в глобальных масштабах [94, с. 46-52].

В конце XX в. появился термин «информационные образовательные технологии». Можно выделить следующие основные подходы к определению данного понятия:

· информационные образовательные технологии - это дистанционное обучение, при котором преподаватель и обучаемый разделены временем или пространством;

· информационные образовательные технологии - это компьютерные технологии обучения, применение компьютеров и программно-педагогических средств обучения;

· информационные образовательные технологии - это технологии обучения, основу которых составляют современные способы обработки информации.

В этих определениях выявляются два подхода к толкованию данного термина. При одном подходе информационные образовательные технологии рассматриваются как дидактический процесс, организованный с использованием современных средств обработки данных. При втором имеется в виду создание определённой технической среды обучения, базирующейся на информационных технологиях.

На наш взгляд, наиболее отвечающим требованиям организации педагогического процесса представляется определение информационных образовательных технологий как разновидности педагогических технологий, учитывающей влияние информатизации на все структурные элементы педагогической системы.

Не так давно под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, информационные технологии имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации.

Именно информатизация образовательных подсистем - наиболее продвинутая часть, так как сюда достаточно просто переносятся готовые результат из других отраслей. Информатизация же процесса обучения очень специфична и требует самостоятельных, оригинальных решений [78, с. 96].

Так как обучение является передачей информации ученику, то, следуя определению С.Н. Гамова (информационные технологии - процессы, связанные с переработкой информации), можно сделать вывод о том, что в обучении информационные технологии использовались всегда. Более того, любые методики или педагогические технологии описывают, как переработать и передать информацию, чтобы она была наилучшим образом усвоена школьниками, то есть, любая педагогическая технология - это информационная технология [29, с. 62]. Информационные технологии включают в себя программированное обучение, интерактивное обучение, электронные учебники, гипертекст и мультимедиа, имитационное обучение, демонстрации. Эти частные методики должны применяться в зависимости от учебных целей и учебных ситуаций, когда в одних случаях необходимо глубже понять потребности школьников, в других - важен анализ знаний в предметной области, в-третьих - основную роль может играть учёт психологических принципов обучения.

При рассмотрении имеющихся на сегодняшний день новых информационных технологий, обычно выделяют в качестве их важнейших характеристик:

· типы компьютерных обучающих систем (обучающие машины, интеллектуальное репетиторство, руководства и пользователи);

· используемые обучающие средства (электронный учебник, гипертекст, мультимедиа);

инструментальные системы (программирование, текстовые процессоры, базы данных, авторские системы, инструменты группового обучения) [66, с. 58].

Как мы видим, главное в информационных технологиях - это компьютер с соответствующим техническим и программным обеспечением, отсюда и определение: информационные технологии обучения - процесс подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления, которого является компьютер.

Такой подход отражает, как было отмечено А.И. Ракитовым, первоначальное понимание педагогической технологии как применение технических средств в обучении [94, с. 14].

С началом промышленного изготовления компьютеров первых поколений и их появлением в образовательных учреждениях возникло новое направление в педагогике - компьютерные технологии обучения. Вопросы развития и использования электронных учебников исследовались в работах Н.В. Городецкой [33], В.А. Денброва [38], Л.С. Зауэр [41], В.П. Линьковой [62], Е.М. и других.

Психолого-педагогические основы использования электронных учебников в образовании рассматриваются в работах Л.И. Долинера [35], М.И. Жалдак [37], И.В.Роберт [95, Э.Г. Скибицкого [93).

Проблемы использования электронных учебников в успешном обучении рассматриваются в работах Е.С. Полат [79]]. Эти исследователи отмечают, что электронных учебников являются эффективным воспитательным, методическим и дидактическим средством повышения качества учебного процесса.

Принципиально меняются методы работы педагога и, что самое главное, ее результаты, при обучении с помощью электронных учебников. Это отмечают многие ученые: В.М. Монахов [69], СВ., М.И. Потев [92] , другие. Благодаря своим конструктивным и функциональным особенностям современный персональный компьютер является уникальной по своим возможностям обучающей машиной. Он находит применение в обучении самым разнообразным дисциплинам, в том числе и физике и служит базой для создания большого числа новых информационных технологий обучения. Это не столько какая-то одна возможность персонального компьютера, сколько сочетание:

· интерактивного (диалогового) режима работы (действие человека - реакция компьютера - ... - действие человека - реакция компьютера и т.д.);

· “персональности” (небольшие размеры и стоимость, позволяющие обеспечить компьютерами целый класс);

· хороших графических, иллюстративных возможностей (экраны распространенных модификаций имеют разрешающую способность 640х480 точек и выше при 16 (32) млн. цветовых оттенков - это качество хорошего цветного телевизора или журнальной иллюстрации);

· простоты управления, наличия гибких языков программирования человеко-машинного диалога и компьютерной графики;

· легкости регистрации и хранения информации о процессе обучения и работе учащегося, а также возможности копирования и размножения обучающих программ.

Электронные учебники как обучающее средство позволяют активизировать учебный процесс, индивидуализировать обучение, повысить наглядность в предъявлении материала, сместить акценты от теоретических знаний к практическим, повысить интерес учеников к обучению.

Вот далеко неполный арсенал возможностей электронных учебников, делающих его очень перспективным для использования в учебном процессе обучающим средством.

Использование электронных учебников - это относительно самостоятельное и индивидуальное усвоение знаний и умений по обучающей программе с помощью компьютерных средств обучения. В традиционном обучении ученик обычно читает полный текст учебника и воспроизводит его, при этом его работа по воспроизведению почти никак не управляется, не регламентируется. Главная идея электронных учебников - это управление учением, учебными действиями обучающегося с помощью обучающей программы.

Переход к компьютерному обучению необходимо начать с подбора обучающих программ и продумывания организационных форм их применения, с разработки методик, использующих возможности компьютера в обучении. Нельзя рассматривать компьютер в обучении отдельно, сам по себе, в отрыве от: программного обеспечения - педагогических программных средств; организационных форм использования компьютеров.

В настоящее время существует огромное множество обучающих программ по самым разным предметам, ориентированных на самые различные категории учащихся. Далее будем иметь в виду лишь электронные обучающие учебники по физике средней школы. Обучающих программ достаточно много, и четкая классификация разновидностей этих программ еще не установилась.

Основанием для классификации служат обычно особенности учебной деятельности обучаемых при работе с электронными учебниками. Многие авторы выделяют четыре типа электронных обучающих программ: тренировочные и контролирующие, наставнические, имитационные и моделирующие, развивающие игры. [8,13,30]

Учебные программы 1-го типа (тренировочные) предназначены для закрепления умений и навыков. Предполагается, что теоретический материал уже изучен. Эти электронные учебники в случайной последовательности предлагают учащемуся вопросы и задачи и подсчитывают количество правильно и неправильно решенных задач (в случае правильного ответа может выдаваться поощряющая ученика реплика). При неправильном ответе ученик может получить помощь в виде подсказки.

Учебные программы 2-го типа (наставнические) предлагают ученикам теоретический материал для изучения. Задачи и вопросы служат в этих программах для организации человеко-машинного диалога, для управления ходом обучения. Так если ответы, даваемые учеником, неверны, программа может «откатиться назад» для повторного изучения теоретического материала.

Учебные программы 3-го типа (моделирующие) основаны на графически-иллюстративных возможностях компьютера, с одной стороны, и вычислительных, с другой, и позволяют осуществлять компьютерный эксперимент. Такие программы предоставляют ученику возможность наблюдать на экране дисплея некоторый процесс, влияя на его ход подачей команды с клавиатуры, меняющей значения параметров.

Учебные программы 4-го типа (игры) предоставляют в распоряжение ученика некоторую воображаемую среду, существующий только в компьютере мир, набор каких-то возможностей и средств их реализации. Использование предоставляемых программой средств для реализации возможностей, связанных с изучением мира игры и деятельностью в этом мире, приводит к развитию обучаемого, формированию у него познавательных навыков, самостоятельному открытию им закономерностей, отношений объектов действительности, имеющих всеобщее значение.

Наибольшее распространение получили обучающие электронные учебники первых двух типов в связи с их относительно невысокой сложностью.

Какой бы точки зрения мы ни придерживались, факт очевиден это мощная и интересная форма обучения. Но это даже не завтрашний день. Это дело будущего, потому что эта форма не имеет аналогов и не может сочетаться с традиционными педагогическими технологиями.

Отсюда вытекают три закона научения.

1. Закон эффекта (подкрепления): если связь между стимулом и реакцией сопровождается состоянием удовлетворения, то прочность связей нарастает, и наоборот, значит, в процессе обучения должно быть больше положительных эмоций.

2. Закон упражнений: чем чаще проявляется связь между стимулом и реакцией, тем она прочнее.

3. Закон готовности: на каждой связи между стимулом и реакцией лежит отпечаток нервной системы в его индивидуальном, специфическом состоянии.

Все это было проверено экспериментально. В основу технологии обучения с помощью электронных учебников Б.Ф. Скинер положил два требования: уйти от контроля и перейти к самоконтролю; перевести педагогическую систему на самообучение учащихся.

Таким образом, основное различие между традиционным (конвенциональным) и программированным обучением заключается не столько в том, какие принципы лежат в их основе (потому что они действительно во многом схожи, хотя, и не идентичны), сколько в том, в какой мере эти принципы можно реализовать в сфере каждого из них.

1.2 Принципы и виды, структура содержания электронных учебников по физике

Анализируя состояние проблемы исследования в теории и практике, мы пришли к выводу что принципы и виды электронных учебников недостаточно исследованы. Данный параграф посвящен изучению принципов и видов электронных учебников.

Много надежд связывалось с введением электронных учебников в обучение в период их разработки . Существовало даже мнение, что «новая технология учения - электронный учебник» революционизирует не только традиционную организацию, но методы дидактической работы на различных уровнях обучения и в преподавании разных учебных предметов.

Принципы обучения с помощью электронных учебников (по В.Я. Беспалько). [8, 13]

Первым принципом обучения является определенная иерархия управляющих устройств. Термин “иерархия” означает ступенчатую соподчиненность частей в каком-то целостном организме (или системе) при относительной самостоятельности этих частей. Поэтому говорят, что управление таким организмом или системой построено по иерархическому принципу.

Уже структура технологии программированного обучения свидетельствует об иерархическом характере построения ее управляющих устройств, образующих, однако, целостную систему. В этой иерархии выступает в первую очередь педагог, управляющий системой в наиболее ответственных ситуациях: создание предварительной общей ориентировки в предмете, отношение к нему, индивидуальная помощь и коррекция в сложных нестандартных ситуациях обучения.

Сущность второго принципа - принципа обратной связи вытекает из кибернетической теории построения преобразований информации (управляющих систем) и требует цикличной организации системы управления учебным процессом по каждой операции учебной деятельности. При этом имеется в виду не только передача информации о необходимом образе действия от управляющего объекта к управляемому (прямая связь), но и передача информации о состоянии управляемого объекта управляющему (обратная связь).

Обратная связь необходима не только педагогу, но и учащемуся; одному - для внимания учебного материала, другому - для коррекции. Поэтому говорят об оперативной обратной связи. Обратная связь, которая служит для самостоятельной коррекции учащимися результатов и характера его умственной деятельности, называется внутренней. Если же это воздействие осуществляется посредством тех же управляющих устройств, которые ведут процесс обучения (или педагогом), то такая обратная связь называется внешней. Таким образом, при внутренней обратной связи учащиеся сами анализируют итоги своей учебной работы, а при внешней это делают педагоги или управляющие устройства.

Третий принцип обучения состоит в осуществлении долгового технологического процесса при раскрытии и подаче учебного материала. Выполнение этого требования позволяет достичь общепонятности обучающей программы.

Шаговая учебная процедура - это технологический прием, означающий, что учебный материал в программе состоит из отдельных, самостоятельных, но взаимосвязанных, оптимальных по величине порций информации и учебных заданий (отражающих определенную теорию усвоения знаний учащимися и способствующих эффективному усвоению знаний и умений). Совокупность информации для прямой и обратной связи и правил выполнения познавательных действий образует шаг обучающей программы. В состав шага включаются три взаимосвязанных звена (кадра): информация, операция с обратной связью и контроль. Последовательность шаговых учебных процедур образует обучающую программу - основу технологии обучения с помощью электронного учебника.

Четвертый принцип обучения исходит из того, что работа учащихся по программе является строго индивидуальной, возникает естественное требование вести направленный информационный процесс и предоставлять каждому учащемуся возможность продвигаться в учении со скоростью, которая для его познавательных сил наиболее благоприятна, а в соответствии с этим возможность приспосабливать и подачу управляющей информации. Следование принципу индивидуального темпа и управления в обучении создает для успешного изучения материала всеми учащимися, хотя и за разное время.

Пятый принцип требует использования специальных технических средств для подачи учебных материалов при изучении ряда дисциплин, связанных с развитием определенных черт личности и качеств учащихся, например, хорошей реакции, ориентировки. Эти средства можно назвать обучающими, так как ими моделируется с любой полнотой деятельность педагога в процессе обучения.

В настоящее время электронные учебники широко используются репетиторами для проведения индивидуальных занятий, но практически не применяются в учебных заведениях. Причиной сложившейся ситуации является несоответствие имеющихся электронных разработок условиям организации и проведения учебно-воспитательного процесса в современной школе. Ученые-педагоги установили, что для успешного использования в рамках классно-урочной системы и модели «преподаватель -- учащийся» электронный учебник по физике для учащихся старших (X, XI) классов общеобразовательных школ, который отвечал бы современным требованиям и применение которого на уроках и дома не вызывало сложностей ни у учащихся, ни у преподавателя должен содержать ряд обязательных компонентов, которые мы включили в электронный продукт.

1. Блок теоретического материала, разбитый на небольшие, но логически завершенные фрагменты, содержащие основную информацию, подлежащую усвоению.

2. Набор лекций в виде презентаций по каждой из изучаемых тем, использование которых позволит учителю облегчить подготовку к уроку и интенсифицировать процесс усвоения учащимися знаний.

3. Блок формирования знаний, умений и навыков, содержащий виртуальные демонстрации, эксперименты, лабораторные работы, комплекс разноуровневых количественных и качественных задач по каждой теме. Темы учебника имеют несколько уровней предлагаемого к изучению материала. Первый уровень является обязательным для изучения и закреплен ГОСТом. Последующие уровни позволяют расширить изучаемый материал, задания носят исследовательский характер, а предложенные лекции содержат проблемные ситуации. Необходимость изучения дополнительных уровней определяется каждым преподавателем индивидуально, в соответствии с его рабочим планом и особенностями класса или учебной группы. Для создания комфортных условий работы учащихся и преподавателя используются мультипликационные или видеовставки, иллюстрирующие основные законы физики. Применение средств мультимедиа обеспечивает смену вида деятельности учащихся и значительно оживляет процесс изучения курса физики.

4. Блок контроля знаний учащихся по каждой теме, содержащий разноуровневые задания и тесты.

5. Справочник, включающий таблицы физических данных и физические формулы, не вошедшие в раздел теории, но необходимые для решения задач.

6. Рабочая тетрадь на печатной основе, содержащая конспекты лекций, а также задания, которые нецелесообразно помещать в ЭУ. Содержание рабочей тетради прочно увязано с содержанием ЭУ через систему ссылок из одного источника на другой, позволяющую сделать эти компоненты единой, неразрывной, глубоко интегрированной системой. Именно такая организация компонентов и связей между ними позволяет координировать процесс усвоения знаний.

7. Системы «Дневник учащегося» и «Журнал преподавателя», позволяющие анализировать результаты обучения как каждого отдельного учащегося, так и коллектива в целом.

На этапе объяснения нового материала преподаватель может использовать встроенные презентации, что позволяет повысить наглядность предъявляемого материала. Содержание лекций должно быть продублировано в рабочих тетрадях. Это будет способствовать активному усвоению материала учащимися (они не тратят время на запись лекции, что позволяет сконцентрироваться на понимании нового материала, задавать вопросы прямо по ходу лекции). Меняется и характер взаимодействия преподавателя и учащегося. Теперь педагог не просто рассказывает, он обсуждает с учащимися материал лекции, а учащиеся делают необходимые, с их точки зрения, записи в рабочие тетради, связанные с используемым электронным учебником.

Далее целесообразно организовать индивидуальную работу учащихся с использованием ЭУ. Ребята, выбирая индивидуальную траекторию освоения темы, тем не менее находятся под неявным управлением системы «тетрадь - учебник». Учитель превращается в консультанта и лишь на самом последнем этапе фиксирует успешность усвоения материала, основываясь на оценке выполненных заданий и ответах учащихся при тестировании.

Работа над темой заканчивается итоговым тестированием с занесением результатов в базу данных. С помощью системы «Журнал преподавателя» педагог может оперативно получать информацию о результатах работы учащихся и осуществлять необходимые корректирующие воздействия с использованием материалов ЭУ и тетрадей

Таким образом, в целом можно считать, что электронный учебник в процессе обучения физике формирует у учащихся интерес к учению, активизирует их, обеспечивает каждому возможность работы в оптимальном для него темпе, в результате чего устраняется атмосфера страха и принуждения, пассивности и скуки, шаблона и отсутствия стимулов к усилиям, словом, радикально изменяется существовавшая система педагогических воздействий на учащихся.

Полезным средством достижения упомянутых перемен может при этом оказаться принципы учения. К числу важнейших среди них относятся:

1. Принцип малых шагов. Согласно этому принципу, учебный материал следует делить на возможно малые части (шаги, микроинформации), потому что ученикам ими легче овладеть, чем большими.

2. Принцип немедленного подтверждения ответа. По замыслу этого принципа сразу же после ответа на содержащийся в программированном тексте (программе) вопрос или после заполнения имеющегося в рамке пробела (пробелов) ученик должен проверить, правильно ли он ответил. Для этого он должен сравнить собственный ответ с правильным, помещенным в программе чаще всего с правой стороны рамки. Нужно подчеркнуть, что только в случае полного совпадения ответов учащийся может перейти к изучению очередной рамки программы.

3. Принцип индивидуализации темпа учения. Этот принцип требует, чтобы учащиеся, проходя поочередно через все рамки программы, работали в оптимальном для себя темпе, потому что только тогда они смогут достичь соответствующих результатов в учении.

4. Принцип постепенного роста трудности. Следствием его соблюдения является то, что значительное в первых рамках число так называемых наводящих указаний, которые облегчают учащимся заполнение пробелов в тексте, постепенно уменьшается, в результате чего увеличивается степень трудности программы.

5. Принцип дифференцированного закрепления знаний. Применительно к этому принципу каждое обобщение, присутствующее в тексте программы, необходимо повторить несколько раз в различных содержательных контекстах и проиллюстрировать с помощью достаточного количества тщательно подобранных примеров. В данном параграфе расмотрены принципы и виды электронных учебников, структура и содержание электронного учебника, ориентированного на использование в учебном процессе современной школы. Следующий будет посвещен педагогическии условиям ииспользования электронных учебников в процессе обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы.

электронный учебник физика обучение

1.3 Педагогические условия использования электронного учебника в процессе обучения физике

Целью данного параграфа является выделение педагогических условий, способствующих эффективности решения проблемы использования электронного учебника в процессе обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы.

Ю.К. Бабанский указывает, что «эффективность педагогического процесса закономерно зависит от условий, в которых он протекает». Поэтому первоначально необходимо рассмотреть понятие «условие» и определить его характеристики.

Словарь русского языка С.И. Ожегова трактует условие следующим образом - «обстоятельство, от которого что-нибудь зависит».

В философском энциклопедическом словаре понятие «условие» представлено как-то, от чего зависит нечто другое /обуславливаемое/, существенный компонент комплекса объектов /вещей, их состояния, взаимодействий/, из наличия которого с необходимостью следует существование данного явления. Весь этот комплекс в целом называют достаточным. Философская трактовка понятия «условие» требует его рассмотрения с точки зрения педагогики.

Педагогические условия - совокупность мер в учебно-воспитательном процессе, обеспечивающих достижение школьников творческого уровня деятельности. Это определение интересно тем, что в его основе лежат достижения учащихся как конечный результат воздействия условий. Таким образом, педагогические условия можно рассматривать как совокупность мер, способствующих эффективности учебно-воспитательного процесса. И.А. Аллаеров под необходимыми педагогическими условиями понимает мотивационную обусловленность учебно-познавательной деятельности, связанную с развитием личностных мотивов учения до общественно-значимых.

Таким образом, под педагогическими условиями мы будем понимать взаимосвязанную совокупность мер процесса обучения, обеспечивающую эффективность использования электронного учебника .

Исходя из вышеизложенного выделяется следующие педагогические условия, обеспечивающих высокий уровень организации информационных технологий в процессе обучения физике: создание положительной мотивации субъектов обучения: школьников к использованию электронного учебника; применение разноуровневых заданий для учеников (индивидуализация обучения); развитие самоконтроля у учеников. Рассмотрим каждое из обозначенных нами условий.

Создание положительной мотивации субъектов обучения: школьников к использованию электронного учебника. Мотивация - это как бы внутренняя движущая сила действий и поступков личности, одно из необходимых условий ее активного включения в учебную работу, учитель стремится стимулировать ее, используя в качестве воздействующих педагогические, психологические, дидактические, а так же технические (технологические) средства, в том числе базирующиеся на информационных технологиях.

Большинство исследователей понятие «мотивация» рассматривают как процесс, в результате которого определенная деятельность приобретает для индивида известный личностный смысл, создает устойчивость его интереса к ней и превращает внешне заданные цели его деятельности во внутренние потребности личности

Понятие «мотив» является наиболее сложным и важным понятием деятельности, ибо именно он связывает между собой индивидуальные особенности личности, выполняющей деятельность, и саму деятельность.

В психологической литературе до сих пор нет четкого определения понятия «мотив». Одни исследователи связывают мотивы с действиями, поступками, другие толкуют мотив расширенно, включая в него потребности, побуждения, влечения, склонности, стремления, третьи к мотивам относят идеал, потребности, различного рода побуждения.

В психологическом словаре понятие «мотив» рассмотрено: как побуждения к деятельности, связанные с удовлетворением потребностей (совокупность внешних или внутренних условий, вызывающих активность субъекта и определяющих ее направленность); как побуждений и определяющий выбор направленности деятельности предмет, ради которого она осуществляется; как осознаваемая причина, лежащая в основе выбора действий.

Следовательно, мотив - это, во-первых, внутренние побуждения, во-вторых, внешние и внутренние условия, в-третьих, предмет деятельности, в-четвертых, причина выбора действий. Все четыре момента вызывают активность личности и определяют направленность деятельности.

Мотивация же выступает в роли обозначения всех конкретных видов побуждений (мотивов, потребностей, позиций, идеалов, интересов) и тесно связана с направленностью личности, ее интеллектуальной, эмоциональной, волевой и действенно-практической сферами.

Анализ зарубежной и отечественной психолого-педагогической литературы позволяет сделать следующие выводы:

1. Мотивация - это, с одной стороны, совокупность мотивов, детерминирующих поведение и деятельность личности, с другой - характеристика процесса, который стимулирует и поддерживает поведенческую активность на определенном уровне.

2. Мотив и мотивация соотносятся как видовое понятие с родовым. При этом мотив выступает как внутренне осознаваемое побуждение человека, определяющее его отношение к деятельности и характер ее выполнения, а мотивация - как действие в составе деятельности человека, направленное на формирование и осознание личностного отношения, внутренних побуждений к деятельности и ее результату.

Усиление познавательной мотивации школьников происходит при работе с компьютерами. Это связано с эффектом новизны, возможностью интерактивного общения с ЭВМ. При этом, в отечественных и зарубежных источниках отмечается сверхмотивация деятельности школьников на компьютере. С этим явлением связано появление так называемых «хакеров», часами сидящими за дисплеями компьютеров. Поэтому, говоря о компьютерной подготовке учащихся начальной школы, следует особо отметить важность соблюдения всех норм при работе за компьютером младших школьников.

Многолетние наблюдения Н.А. Садовской показали, что влияние эффекта новизны на формирование мотивации оказывается кратковременным, если не подкрепляется соответствующими педагогическими воздействиями. В исследовании Л.И. Земцовой и А.Г. Луканкина выявлено, что операциональные мотивы взаимодействия с ЭВМ у школьников преобладают над содержательными: «В практике обучения нередко встречается явление, когда ЭВМ рассматривается не как средство для решения какой-либо задачи, а как игрушка».

С педагогической точки прения на передний план мотивации выдвигается активный момент создания учителем способов и условий формирования положительных мотивов у обучающихся. Индивидуальный мотив как субъективное отношение к своим поступкам в достижении поставленной цели направляет поведение человека и может объяснить побудительные причины тех или иных его действий. С другой стороны, важной функцией учителя является побуждение обучающихся к активной познавательной деятельности и стимулирование путем формирования и развития положительных мотивов учения, связанных с субъективными потребностями, взглядами, эмоциями, чувствами. Чтобы эффективно задействовать мотивационную сферу обучающегося, необходимо располагать данными о том, какие средства воздействия наиболее эффективны; какие внешние условия способствуют формированию внутреннего состояния и наиболее благоприятны для усвоения учебного материала; что может регулировать внимание обучающегося, удерживать на рабочем уровне его умственную активность, выработать у него положительное отношение к учебной деятельности и свой когнитивный стиль. Важно, что мотивированным должен быть именно процесс получения знаний, а не другие факторы, например хорошая оценка, так как в этом случае происходит подмена понятий.

Основными факторами, влияющими на формирование положительной устойчивой мотивации к использованию электронного учебника в процессе обучения являются: содержание учебного материала; организация учебной деятельности; коллективные формы учебной деятельности; оценка учебной деятельности; стиль педагогической деятельности педагога.

Таким образом, с одной стороны процесс использования информационных технологий учащимися в процессе обучения физике способствует формированию необходимых мотивов учения, а с другой стороны, положительная мотивация школьников на овладение ими компьютерной подготовки способствует достижению высокого уровня их подготовки по физике.

Применение разноуровневых заданий для учеников (индивидуализация обучения). Применение информационных технологий в обучении определило важный принцип обучения - принцип индивидуализации. Каждый обучаемый следует индивидуальному ритму обучения, со своим, именно ему необходимым уровнем помощи, темпом работы, с заданной глубиной изучаемого материала. Целостность учебного процесса при этом не нарушается. Планирование процесса обучения с применением компьютера должно осуществляться в направлении его максимальной индивидуализации.

Индивидуализация учебного процесса может производиться: «по последовательности представления изучаемых понятий, по методу изложения материала (индукция, дедукция), по уровню научности материала, глубине материала, по времени обучения, по предлагаемым разъяснениям и справочным материалам». Необходимо обратить внимание на то, что индивидуализация учебного процесса является в последнее время одной из ведущих идей школьного обучения. Становится все более очевидным, что школа должна, «опираясь на индивидуальные особенности учащихся, подготавливать их к той сфере жизнедеятельности, к которой они наиболее расположены, и в которой смогут принести наибольшую пользу обществу».

Психолог Е. И. Машбиц считает целесообразным разделить понятия «индивидуальное» и «индивидуализированное» обучение.[67]

Индивидуальным он предлагает считать обучение, которое осуществляется по принципу: один обучаемый - один компьютер. Поскольку компьютер чаще используется при групповом обучении и коллективной деятельности учащихся, он далеко не всегда выступает как средство индивидуального обучения.

Индивидуализированное обучение - это обучение, при котором предполагается в максимальной степени учитывать особенности данного учащегося. Индивидуализированным в полном смысле слова следует считать обучение школьника не по усредненному стандарту, а в соответствии с некоторой моделью, в которой отражены его психологические особенности. Причем эти модели предварительно должны быть введены в обучающую систему и в процессе обучения могут уточняться и видоизменяться.

Таким образом, чтобы обучение могло быть индивидуальным подавляющее большинство специалистов- футурологов, организаторов науки и производства считает, что в этом вопросе будущее - за компьютерами. В настоящее время компьютер со всеми его возможностями выступает в школе в двух ролях: как предмет изучения, и как техническое средство обучения.

Пока не совсем ясно, как повлияет компьютеризация на поведение, моральные нормы, психику и жизнь будущих поколений. Но уже сейчас очевидно, что учащиеся относятся к работе с компьютером по-разному. Педагоги и психологи, специализирующиеся в области компьютеризации, подчеркивают важность формирования положительного отношения учащихся к компьютеру.

Последовательность фаз основного цикла прохождения информации, необходимая для гарантированного овладения знаниями любым обучающимся, состоит из пяти стадий: получение и осмысление новой учебной информации; выполнение тренировочных заданий и самостоятельных работ; проверка качества усвоения знаний и правильности выполнения практических работ; разъяснение ошибок, допущенных в практических заданиях, и работа по их предупреждению в дальнейшей деятельности; рассмотрение возможностей практического применения знаний, полученных в ходе изучения конкретной темы (раздела).

В полном объеме реализация данной последовательности с использованием традиционных методов обучения практически невозможна, а реально осуществима только в условиях индивидуального обучения с широким использованием компьютера.

Индивидуализация обучения является первым, но не единственным шагом на пути повышения эффективности учебного процесса. Активизация обучения связана с диалоговым характером работы компьютера и с тем, что каждый ученик работает за своим компьютером.

При традиционном классном обучении основное - это восприятие учащимися информации в устной форме, при этом ученику не часто приходится проявлять активность на уроке и учитель не в состоянии организовать и контролировать активную работу каждого ученика на его рабочем месте. Поэтому традиционное обучение, в основном, является пассивным - многие педагоги сетуют, что на уроке активно работают 20 -30% учащихся. Если же обучение ведется в компьютерном классе, компьютер диалоговым характером своей работы стимулирует ученика к деятельности и контролирует ее результаты. Индивидуализация обучения при использовании компьютера также связана с интерактивным характером работы с компьютером и наличием компьютеров на рабочих местах: каждый ученик теперь может сам выбирать темп обучения, делать в работе паузы.

Более глубокий и тонкий учет индивидуальных особенностей учащихся может осуществлять компьютерная программа, с помощью которой ведется обучение. С помощью начального теста программа может определить уровень обученности ученика, и в соответствии с этим уровнем предъявлять теоретический материал, вопросы и задачи, а также подсказки и помощь. Обучение слабых учеников программа ведет на самом легком (базовом) уровне, изложение теоретических сведений максимально упрощено, вопросы и задачи облегчены, помощь имеет характер прямой подсказки.

Обучение сильных учеников ведется на наиболее сложном уровне, теория излагается углубленно, предлагаются творческие задачи, требующие изобретательности и интуиции, а помощь имеет косвенный характер - намека или наводящего на правильный путь соображения. Между этими крайними случаями обучающая программа может учитывать более тонкую градацию подготовленности учащихся.

Таким образом, каждый ученик в процессе обучения сталкивается с трудностями индивидуального характера, связанными с наличием пробелов в знаниях или особенностями мышления. Компьютер создает условия индивидуального продвижения вперед по изучаемому материалу в обычной аудитории, не нарушая традиционной групповой структуры занятий в целом. При обучении с помощью компьютера обучающая программа может диагностировать пробелы в знаниях ученика, его индивидуальные особенности и строить обучение в соответствии с ними.

Развитие самоконтроля у учеников. Самоконтроль - один из важнейших факторов, обеспечивающих самостоятельную деятельность учащихся. Его назначение заключается в своевременном предотвращении или обнаружении уже совершенных ошибок. Формирование учебной деятельности рациональнее всего начинать с формирования самостоятельного контроля. Между тем проверка показывает, что именно навык самоконтроля обычно оказывается наиболее слабо сформированным у учащихся.

Авторы, пользующиеся понятием самоконтроля, понимают его далеко не всегда одинаково. Но при всем разнообразии определений в это понятие обязательно входит такой признак, как сопоставление своего действия - его хода, или его результата, или того и другого вместе- с эталоном, образцом.

В одних случаях под образцом понимают заданный результат действия, в других - образцом является сам порядок выполнения основного действия, содержания и последовательность его операций. Необходимость формирования самоконтроля для успешного выполнения деятельности признается всеми исследователями. Во всех работах также утверждается, что самоконтролю следует обучать специально.

Обратимся к тому, как определяют самоконтроль некоторые исследователи. «Самоконтроль- это умение ученика оценивать свою работу с двух точек зрения: верно ли я ответил? Все ли я ответил?» (16,С.18) Очень близко к этому определению самоконтролю определение В.И.Страхова, который считает, что «самоконтроль есть форма деятельности, проявляющаяся в проверке поставленной задачи, в критической оценке процесса работы, в исправлении ее недочетов» (7,С.27).

В ходе самоконтроля человек совершает умственные и практические действия по самооценке, корректированию и совершенствованию выполняемой ими работы, овладевает соответствующими умениями и навыками. Кроме того, самоконтроль способствует развитию мышления.