Подготовка будущего учителя к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике на цифровой основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, кандидат педагогических наук Ларионова, Валентина Владимировна

• Ларионова, Валентина Владимировна
• кандидат педагогических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат педагогических наук Ларионова, Валентина Владимировна

Введение.

Глава 1. Состояние проблемы подготовки будущего учителя к созданию и применению средств обучения физике.

§1.1. Анализ научной, нормативной и учебно-методической литературы по проблеме подготовки будущего учителя к созданию и применению средств обучения физике.

§ 1.2. Создание и применение средств обучения физике как педагогическая проблема.

1.2.1. Создание средств обучения физике.

1.2.2. Комплексное применение средств обучения физике.

1.2.3. Демонстрационный физический эксперимент как основа аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

§ 1.3. Теоретические основы создания и применения аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

Выводы по 1 главе.

Глава 2. Методика подготовки будущего учителя к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике.

§2.1. Модель создания и применения аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

§ 2.2. Технология создания и применения аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

2.2.1. Проектирование аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

-32.2.2. Подбор и подготовка оборудования, необходимого для создания аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

2.2.3. Подготовка и реализация демонстрационного физического эксперимента.

2.2.4. Создание учебного видеосюжета демонстрационного физического эксперимента.

2.2.5. Разработка учебной мультимедиа презентации.

2.2.6. Создание персональной технологии обучения школьников на основе аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

§ 2.3. Методика подготовки будущего учителя к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике.

Выводы по 2 главе.

Глава 3. Педагогический эксперимшг.

§ 3.1. Констатируюпщй этап педагогического эксперимента.

§ 3.2. Поисковый этап педагогического эксперимента.

§ 3.3. Обучающий педагогический эксперимент.

Выводы по 3 главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Подготовка будущего учителя к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике на цифровой основе»

Концепция развития образования в России до 2010 года констатирует необходимость воплощения в практике обучения личностно ориентированной парадигмы и ставит перед системой общего образования задачу широкого внедрения педагогических технологий.

Информационные технологии обучения (ИТО) - это педагогические технологии, использующие специальные способы, программные и технические средства для работы с информацией. Для их внедрения в образовательный процесс предусмотрено соответствующее развитие материальной базы всех общеобразовательных учреждений, специалистами создается множество дидактических информационных средств (компьютерных программ, видеофильмов, мультимедийных материалов). Однако внедрение ИТО в образовательный процесс по физике пока испытывает затруднения.

На международной конференции «Информационные технологии в образовании» в 2005 году было отмечено, что мотивация учителей к применению ИТО за последние три года не изменилась. Хотя учителя перестали испытывать трудности в приобретении мультимедийных курсов по физике, количество учителей, довольных их качественным уровнем, сократилось в два раза. По результатам констатирующего эксперимента основными трудностями в применении электронных дидактических информационных средств являются их неполное соответствие содержанию учебного процесса, логике его представления и личности учителя, конкретным технологическим приемам и методам работы.

Реализация педагогических технологий - основной инструмент ориентации общего образования на личностное развитие учащихся. Непременным условием практического воплощения педагогических технологий некоторые ученые считают учет профессионально-личностных особенностей самого педагога. Поэтому вполне правомочным и подтверждаемым практикой является требование персонификации педагогических технологий. Следуя теоретическим положениям подготовки будущего учителя физики к проектированию персональных педагогических технологий, создание собственных средств обучения (сокращенно - СО) - средств, которые обеспечивают необходимое педагогическое воздействие через персональные методические приемы работы конкретного учителя физики, можно рассматривать в качестве преддверия создания персональных технологий обучения. Потребность в создании таких СО приходит, когда творческому учителю физики не удается гармонично приспособить доступные средства обучения к своей методической системе. Учитель начинает испытывал» неудовлетворенность от несоответствия возможностей, которые предоставляют существующие средства, задачам, которые на них возлагает его собственная методическая система обучения.

Практика показывает, что учителя, работающие на технологическом уровне и достигающие заметных педагогических результатов, не только разрабатывают персональные СО, но также создают собственные комплексы и даже системы средств обучения физике. Таким образом, актуальность данного исследования обусловлена противоречием между потребностью учителя физики, проектирующего и разрабатывающего персональные педагогические технологии, в персональных средствах обучения физике, соответствующих его методическим и личностным особенностям, а также личностным особенностям учащихся, и отсутствием технологии создания таких средств и методики подготовки будущего учителя физики к их созданию и применению.

Спектр исследований, проводимых в области профессионально-методической подготовки учителя физики, широк и многопланен. Исследована система профессионально-методической подготовки преподавателя физики в классическом университете; разработаны теоретические основы методической подготовки учителя физики, исследованы методологический и культурологический компоненты методической подготовки; изучена конструктивно-проектировочная деятельность в структуре профессиональной подготовки учителя физики; разработаны теоретико-методические основы формирования у будущего учителя физики умения проектировать персональные технологии; есть работы, посвященные проблеме подготовки к использованию учебных задач, учебного эксперимента, технических средств обучения, информационных технологий обучения и др. Однако приходится констатировать, что в явном виде применение теоретических положений и концепций, представленных в этих исследованиях, не ведут к формированию у будущих учителей умений создавать и применять персональные средства обучения физике.

Реализация педагогических технологий, как правило, опирается на комплексное применение СО. Комплекс средств обучения - это оптимальное множество взаимосвязанных между собой средств обучения (компонентов), необходимых для изучения данного вопроса программы, подбираемое в соответствии с особенностями познавательной деятельности учащихся, оптимальной методикой преподавания и количеством времени, отводимого на изучение вопросов, обладающее целостностью и определенной структурой, так как компоненты функционально связаны между собой содержанием и методикой преподавания вопросов, не повторяют друг друга, усиливают педагогические возможности каждого (СТ. Шаповаленко). Всем требованиям учебного комплекса, как в отношении методических, так и в отношении эргономических характеристик, соответствует комплексное средство обучения фишке (сокращенно КСОФ) - концентрированное объединение на базе современной аудиовизуальной, информационной и компьютерной техники любых возможных средств обучения, основной задачей которого является достижение наибольшего педагогического эффекта. Таким образом, процесс создания и применения КСОФ включает в себя использование информационной техники (средств обработки, хранения, распространения и обмена учебной информации); аудиовизуальной техники (средств накопления и сбора аудиовизуальных материалов) и компьютерной техники (средств программирования и использования программных продуктов).

КСОФ, которые представляют школьникам информацию через аудиовизуальный канал называются аудиовизуальными комплексными средствами обучения физике (сокращенно -ЛВ КСОФ).

Поскольку основой (центром) аудиовизуального комплексного средства является компьютер, а носители, на которые записывается и с которых воспроизводится видеоинформация цифровым методом, - это винчестер, СБ- либо БУБ-диски, то видна четкая граница между традиционными аудиовизуальными средствами обучения и аудиовизуальными КСОФ. Для этого рассматриваемые нами средства обучения обозначены как аудиовизуальные комплексные средства обучения фишке на цифровой основе. Далее в исследовании аббревиатурой ЛВ КСОФ мы обозначаем только такие средства, подразумевая их применение с использованием цифровых носителей.

Объект исследования: методическая подготовка будущего учителя физики.

Предмет исследования: методика подготовки будущего учителя к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике на цифровой основе.

Целью исследования являлись обоснование и разработка методики подготовки будущих учителей к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике на цифровой основе.

Гипотеза исследования состоит в предположении о том, что сформировать у будущих учителей умение создавать и применять в учебном процессе собственные аудиовизуальные комплексные средства обучения физике на цифровой основе возможно, если:

- формирование этого умения сделать элементом системы методической подготовки;

- выявить структуру данного обобщенного умения;

- осуществлять поэтапное его формирование.

В соответствии с целью и гипотезой перед исследованием были поставлены следующие задачи:

- изучение состояния проблемы подготовки будущего учителя к созданию и применению средств обучения физике;

- моделирование процесса создания и применения цифрового аудиовизуального комплексного средства обучения физике;

- разработка технологии создания и применения цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике и выявление структуры сложного обобщенного умения создавать и применять аудиовизуальные комплексные средства обучения физике;

- разработка методики подготовки будущих учителей к созданию и применению цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике;

- проверка эффективности методики подготовки будущих учителей к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике и подтверждение гипотезы исследования.

Методологическую основу исследования составили:

- теоретические основы методической подготовки будущих учителей физики (С.Е. Каменецкий, В.В. Мултановский, Н.С. Пурышева, В.Г. Разумовский, A.B. Усова, Л.С. Хижнякова, Т.Н. Шамало, Н.В. Шаронова и др.);

- теоретико-методические основы формирования знаний и умений в процессе обучения физике (Н.Е. Важеевская, A.A. Бобров, В.А. Завьялов, Л.Я. Зорина, H.A. Иродова, Н.В. Кочергина, A.B. Перышкин, A.A. Пинский, A.B. Усова и др.);

-общефилософская концепция системного подхода (A.A.Богданов, Л. Берталанфи, И В. Блауберг, Э.Г. Юдин и др.), теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина), теория лично-стно-ориентированного обучения (Е.В. Бондаревская, В.И. Данильчук, Е.В. Сериков, И.С. Якиманская и др.);

-теория технологизации образовательного процесса (В.ПБеспалько, М.В. Кларин, Г.К. Селевко и др.), концепции технологизации физического образования (С.Е. Каменецкий, НС. Пурышева, АА. Машиньян) и концепция подготовки учителя физики к проектированию персональных педагогических технологий обучения (A.A. Машиньян);

- теоретические положения дидактики высшей школы (С.И. Архангельский, В.И. Загвязинский, С.Д. Смирнов и др.);

- педагогические теории использования средств обучения в образовательном процессе (С.Г. Шаповаленко, С.И. Архангельский, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, Т.С. Назарова, Е.С. Палат, П.И. Пидкасистый);

- дидактические теории комплексного использования средств обучения (С.Г. Шаповаленко, И.И. Дрига, Л.С. Зазнобила, Т.С. Назарова, Л.П. Прессман, Г.И. Pax и др.);

- концепция дифференцированного обучения физике (Н.С. Пурышева);

-исследования в области средств обучения и воспитания по физике

Л.И. Анциферов, Б.С. Зворыкин, A.A. Марголис, A.A. Покровский, И.М. Румянцев, С.А. Хорошавин и др.), частнометодические идеи комплексного использования средств обучения физике (А.Г. Восканян, Л.М. Иванцов, С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева и др.);

-9- исследования, посвященные средствам новых информационных технологий и созданию СНИТО (Е.С. Полат, И.В. Роберт, А.В. Смирнов и др.);

- теоретико-технологические и практические основы создания и применения комплексов средств обучения (С.Г. Шаповаленко, Н.М. Шахмаев, Л ,П. Прессман, Т.С. Назарова и др.).

Для решения поставленных задач применялись следующие методы и виды деятельности:

• изучение философской, психолого-педагогической, методической, нормативно-правовой литературы по проблеме исследования;

• изучение и анализ передового педагогического опыта;

• моделирование процесса создания и применения аудиовизуального комплексного средства обучения физике;

• разработка методики подготовки будущих учителей к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике;

• наблюдение, беседы, анкетирование, экспертная оценка, методы качественной и количественной обработки результатов педагогического эксперимента (оформление таблиц, диаграмм, методы математической статистики);

• педагогический эксперимент во всех его формах (констатирующий, поисковый, обучающий).

Научная новизна исследования состоит:

-в обосновании необходимости включения в методическую подготовку будущего учителя физики такого элемента, как подготовка к созданию и применению цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике с целью дальнейшего эффективного применения информационных технологий в профессиональной деятельности учителя, и возможности реализации такой подготовки в рамках специального учебного курса;

-вразработке модели создания и применения цифрового аудиовизуального комплексного средства обучения физике, включающей 1) источники, на которых основывается данный процесс; 2) принципы, которыми следует руководствоваться; 3) требования - как к самому средству, так и к процессу его создания и 4) факторы, оказывающие непосредственное влияние на создание и применение аудиовизуального КСОФ;

-10- в разработке технологии создания и применения АВ КСОФ, основанной на компонентной модели педагогической технологии и предусматривающей реализацию шести последовательных этапов: организационного, информационного, содержательного, дизайн-эргономического, технического и технологического;

-в выявлении структуры обобщенного умения создания и применения аудиовизуального комплексного средства обучения физике на цифровой основе через систему частных умений 1) проектировать аудиовизуальное КСОФ и подбирать оборудование, необходимое для его создания; 2) проводить демонстрационный физический эксперимент в условиях фиксации изображения и звука; 3) создавать учебные видеосюжеты; 4) создавать учебные мультимедиа презентации эксперимента, сопровождаемые видеороликом или Р^Ь-анимацией; 5) создавать персональные технологии обучения физике на основе аудиовизуального КСОФ;

-в разработке методики подготовки будущих учителей к созданию и применению цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике, ориентированной на проектирование персональных педагогических технологий.

Теоретическая значимость исследования состоит:

- в развитии теоретических основ методической подготовки будущего учителя физики путем включения в нее подготовки к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения на цифровой основе, реализация которой позволит учителю не только создавать и применять в своей работе собственные аудиовизуальные комплексные средства обучения физике для того, чтобы успешно проектировать персональные технологии обучения физике в соответствии с личностно ориентированной парадигмой образования, но и оценивать существующие цифровые образовательные ресурсы, модернизировать их в соответствии с методическими и личностными особенностями;

- в разработке модели создания и применения аудиовизуального комплексного средства обучения физике;

- в выявлении структуры сложного обобщенного умения создавать и применять аудиовизуальные комплексные средства обучения физике на цифровой основе.

Практическая значимость исследования заключается в разработке методики подготовки будущего учителя к созданию и применению цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике в рамках спецкурса и в создании учебно-методического обеспечения к спецкурсу (программы, учебно-методических заданий для студентов, способов контроля успешности обучения).

Все учебно-методические материалы уже нашли свое применение и могут в дальнейшем использоваться в процессе методической подготовки будущего учителя в педвузе для формирования знаний о технологических аспектах их профессиональной деятельности и умений, адекватных этим знаниям.

Апробация и внедрение результатов исследования

Результаты исследования докладывались и обсуждались на:

1. Международной научно-методической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и ВУЗ (НШФ-1У) (Москва, 2005).

2. Международной научной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» (Москва, 2006).

3. Всероссийской научной конференции «Современные проблемы физико-математического и методического образования» (Уфа, 2004).

4. Региональной научно-методической конференции «Проблемы современного физического образования: школа и вуз» (Армавир, 2005).

5. Всероссийской научно-практической конференции «Модернизация системы профессионального образования на основе регулируемого эволюционирования (Челябинск, 2003-2004).

6. Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Москва, 2004).

На защиту выносятся:

1. Положение о необходимости включения в методическую подготовку будущего учителя физики такого элемента, как подготовка к созданию и применению цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике, и возможности реализации такой подготовки в рамках специального учебного курса.

2. Модель создания и применения цифрового аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

-123. Технология создания и применения цифрового аудиовизуального комплексного средства обучения физике.

4. Структура обобщенного умения создания и применения аудиовизуального комплексного средства обучения физике на цифровой основе.

5. Методика подготовки будущих учителей к созданию и применению цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике.

Основное содержание диссертации.

Во введении обоснованы актуальность проблемы, цель, объект, предмет, задачи, гипотеза исследования, указываются его методологические основы и методы решения поставленных задач. Раскрываются новизна, теоретическая и практическая значимость, излагаются основные положения, выносимые на защиту. Кратко описано содержание работы. Приводятся сведения об апробации работы и имеющихся публикациях.

В первой главе - «Состояние проблемы подготовки будущего учителя к созданию и применению средств обучения физике» проведен анализ нормативной и учебно-методической литературы, а также диссертационных исследований по данной проблеме. Констатируется отсутствие разработанной методики подготовки будущих учителей к созданию средств обучения физике. Проанализированы различные подходы к определению и классификации СО, ТСО и средств новых информационных технологий (СНИТО) в дидактике и методике обучения физике. Рассмотрены вопросы создания СО и их комплексов, проблема комплексного применения СО в учебном процессе по физике.

Разработана информационно-источниковая модель АВ КСОФ. Выявлено, что вид любого КСОФ, в том числе и аудиовизуального, может быть представлен его информационно-источниковой моделью и эскизом сюжета. В качестве сюжета цифрового аудиовизуального комплексного средства обучения физике предложен учебный видеосюжет демонстрационного физического эксперимента, обработанный на компьютере и представленный презентацией, выполненной в программе Microsoft PowerPoint. Выявлены критерии отбора физических демонстраций для видеосъемки из системы демонстрационного физического эксперимента.

Определены теоретические основы создания и применения АВ КСОФ. Выделены три группы знаний, на которые следует опираться при создании и применении аудиовизуального комплексного средства обучения физике: общенаучные, психолого-педагогические и часгаометодические. Было выдвинуто предположение о том, что сформировать у будущих учителей умение создавать и применять в учебном процессе собственные аудиовизуальные комплексные средства обучения физике на цифровой основе возможно, если разработать его структуру и соответствующую методику подготовки.

Во второй главе «Методика подготовки будущего учителя к созданию и применению аудиовизуальных комплексных средств обучения физике» представлена модель создания и применения цифровых аудиовизуальных КСОФ -схематичное изображение основных элементов, на которых основывается данный процесс. Для максимального упрощения реализации модели на практике разработана технология создания и применения цифровых АВ КСОФ и в соответствии с ней выявлена структура сложного обобщенного умения создавать и применять цифровые аудиовизуальные комплексные средства обучения физике. Предложен алгоритм подготовки и адаптации физического опыта к условиям видеосъемки.

Разработана методика подготовки будущего учителя к созданию и применению цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике. Она основана на компонентной модели педагогической технологии и предусматривает цель подготовки будущих учителей к созданию и применению собственных аудиовизуальных комплексных средств обучения физике на цифровой основе. В общем виде выделены три этапа в практической реализации методики: подготовительный (мотивационный), развивающий и завершающий. Рассмотрена проектная деятельность студентов как наиболее эффективный способ формирования частных обобщенных умений. На основе сопоставления этапов технологии создания и применения аудиовизуального комплексного средства обучения физике и преобладающих для этих этапов умений получены этапы проектной деятельности. Сформулированы основные положения методики подготовки будущих учителей к созданию и применению АВ КСОФ.

В третьей главе «Педагогический эксперимент» рассмотрены организация и результаты педагогического эксперимента.

В заключении подведены основные итоги диссертационной работы.

-14В приложениях представлены список имеющихся видеоматериалов и электронных изданий по физике; анкеты для студентов и учителей, использованные при проведении педагогического эксперимента; рабочая программа спецкурса по подготовке будущих учителей к созданию и применению цифровых аудиовизуальных комплексных средств обучения физике и список сокращений, используемых в тексте.

Структура диссертации.

Диссертационное исследование состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 236 наименований и пяти приложений.

Заключение диссертации по теме «Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)», Ларионова, Валентина Владимировна

Выводы по 3 главе.

1.В результате констатирующего педагогического эксперимента было установлено, что основную трудность для учителя в применении электронных дидактических информационных средств в процессе обучения составляет методическая поддержка распространяемых и предлагаемых программных продуктов. Таким образом, констатирующий эксперимент подтвердил необходимость подготовки студентов к созданию персональных СО (в частности КСОФ) в практике педагогического образования. Данная необходимость подтверждается и создаваемыми для этого условиями нарастающей доступности и функциональных возможностей средств НИТО, а также простоты их эксплуатации. На примере создания аудиовизуального комплексного средства обучения был выделен перечень необходимых для этого умений. Результаты анкетирования студентов и учителей показали, что данные умения у них либо не сформированы, либо сформированы неудовлетворительно.

2. В результате поискового педагогического эксперимента была создана программа экспериментальной работы по подготовке студентов к созданию и применению АВ КСОФ, уточнено содержание лекционных, практических и лабораторных работ. Выделены виды и содержание деятельности студентов по созданию и применению аудиовизуальных КСОФ, а также критерии и контролирующие материалы для диагностики сформированное™ у студентов этих видов деятельности. Данные поискового педагогического эксперимента позволили уточнить и скорректировать теоретические аспекты названной методики и подготовить ее для внедрения в практику.

3. Обучающий этап педагогического эксперимента показал, что применение методики подготовки студентов к созданию комплексных средств обучения физике приводит к формированию у студентов необходимых им обобщенных и частных умений, а в последствии, к их развитию. Обнаружился рост интереса студентов к дисциплине ТиМОФ, в частности - к использованию информационных технологий в учебном процессе по физике. Созданные аудиовизуальные КСОФ в последствии применялись студентами в преподавании.

5. Применение статистического метода критерия знаков к обработке результатов педагогического эксперимента позволило полностью подтвердить альтернативную гипотезу, что свидетельствует о доказанности выдвинутого в начале исследования теоретического предположения (гипотезы исследования).