Система обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, доктор наук Ваганова Владислава Геннадьевна

• Ваганова Владислава Геннадьевна
• доктор наук
• 2021

Оглавление диссертации доктор наук Ваганова Владислава Геннадьевна

Введение

Основная часть

Глава 1. Состояние проблемы подготовки по физике бакалавров технического направления в системе высшего образования

1.1. Особенности и проблемы современного инженерного образования

1.2. Анализ содержания и структуры подготовки будущих бакалавров технического направления в условиях введения ФГОС нового поколения

1.3. Компетентностно-ориентированное образование: проблемы

теории и практики

Выводы по главе

Глава 2. Информационная образовательная среда вуза

как условие выполнения требований ФГОС ВО

2.1. Сущность и компоненты информационной образовательной среды

2.2. Построение учебного процесса при использовании компонентов информационной образовательной среды

2.3. Организация взаимодействия участников образовательного

процесса по физике в информационной образовательной среде вуза

Выводы по главе

Глава 3. Теоретико-методологические основы подготовки по физике бакалавров технического направления в информационной

образовательной среде вуза

3.1. Методологические основы обучения физике бакалавров

121-165

технического направления в ИОС

3.1.1. Модель смешанного обучения в образовательном процессе вуза

3.1.2. Модульно-рейтинговая образовательная технология

3.1.3. Технология «перевернутого» обучения

3.1.4. Проектно-исследовательская технология

3.2. Концепция методической системы обучения физике бакалавров технического направления подготовки в информационной образовательной среде вуза

3.3. Модель методической системы обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза

Выводы по главе

Глава 4. Реализация концепции методической системы обучения физике бакалавров технического направления в информационной

образовательной среде вуза

4.1. Методика организации лекционных и лабораторно-практических занятий в информационной образовательной среде

4.1.1. Особенности построения лекции

4.1.2. Практикум по решению физических задач

4.1.3. Лабораторный практикум

4.2. Организация проектной деятельности студентов в ИОС

4.3. Организация внеаудиторной самостоятельной работы

в информационной образовательной среде

4.4. Разработка и внедрение фонда современных оценочных средств учебных достижений обучаемых

4.5. Рейтинг учебных достижений обучаемых в кредитно-зачетной

системе контроля

Выводы по главе

Глава 5. Результаты педагогического эксперимента по обучению физике бакалавров технического направления в информационной

образовательной среде вуза

5.1. Организация экспериментальной работы. Результаты констатирующего этапа эксперимента

5.2. Результаты поискового этапа эксперимента

5.3. Результаты обучающего этапа эксперимента

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложения

Приложение 1. Пример заданий для самостоятельной образовательной

деятельности студентов в ИОС при подготовке к практическому занятию 356-361 Приложение 2. Пример заданий входного и выходного контроля на

практикуме по решению задач в аудиторное время

Приложение 3. Пример спецификации модуля второго порядка... 365-368 Приложение 4. Пример методического указания к выполнению

уровневой лабораторной работы по оптике

Приложение 5. Интегративные проекты

Приложение 6. Выполнение и оценки студентов по трем этапам

проектной деятельности

Приложение 7. Оценки коллективной деятельности бригады по

разработке и реализации проекта

Приложение 8. Критерии оценивания компетенций в интегративных

проектах опережающего типа

Приложение 9. Критерии оценки коллективной деятельности бригады

по разработке и реализации проекта

Приложение 10. Критерии оценивания результатов проектной деятельности

Приложение 11. Критерии оценки видов учебной деятельности

Приложение 12. Технологическая карта курса физики для студентов (4 з.е.-144 ч.)

Приложение 13. Пример страницы в ЬМБ МооШе

Приложение 14. Пример страницы электронного журнала в ЬМБ МооШе

Приложение 15. Анкета для преподавателей

Приложение 16. Анкета для студентов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность исследования

В условиях информационно-технической революции, глобализации современной техногенной цивилизации, создания новых техник и технол9в обществе неуклонно возрастает роль инженерной деятельности. Взаимосвязь науки и инновационного инжиниринга способна облегчить осуществление производственной деятельности, повысить качество её результатов. В свою очередь, в мировом сообществе отмечается критическое состояние современного инженерного образования, что представляет угрозу развитию общества.

Реформирование высшего образования на современном этапе связывается со становлением и развитием многоуровневого образования, внедрением компетентностно-го подхода, с информатизацией, с использованием кредитно-модульной системы, балльно-рейтинговых систем оценки компетенций.

Компетентностная модель инженерного образования требует пересмотра традиционной методической системы обучения, направленной на усвоение массивов знаний, и создает условия для подготовки таких бакалавров технического направления, которые способны осознанно воспринимать непрерывно меняющиеся условия жизни, сообразно ситуации действовать в своей профессиональной деятельности, решая профессиональные задачи.

Соответственно, итогом образовательной деятельности выпускника выступает сформированность совокупности компетенций, которые представляют собой единство обобщенных знаний и умений, универсальных способностей и готовности к решению проблем разного уровня - от личностных до социальных и узкопрофессиональных, определяющих высокий уровень профессиональной и инновационной деятельности, что вызывает необходимость перестройки образовательного процесса.

Согласно ФГОС ВО 3+ и 3++ подготовка современного инженера связана с формированием целого ряда компетенций: универсальных (УК), общепрофессиональных (ОПК) и профессиональных (ПК). Освоение УК и ОПК при изучении

физики в техническом вузе направлено на создание основы фундаментальной теоретической подготовки будущего инженера, которая будет способствовать в дальнейшем освоению самых разнообразных инженерных специальностей в различных областях техники. Для формирования основ профессиональных компетенций необходимо использовать скрытые возможности учебной дисциплины «физика» в процессе обучения бакалавров технического направления.

Поиск образовательных ресурсов для реализации ФГОС ВО осложняется целым рядом факторов, сопровождающих процесс реформирования системы высшего образования. Основные из них связаны с трудностями, возникающими при переходе от жестко нормированного содержания образования в виде заданного набора дисциплин с фиксированной трудоемкостью, к рамочной регламентации структуры образовательных программ, условий их реализации и результатов освоения. В новых учебных планах на внеаудиторную самостоятельную работу (ВСРС) отводится более половины учебного времени, которое фактически не осваивается в полном объеме. Если учесть предельно низкий уровень системной фундаментальной подготовленности студентов-первокурсников, который не соответствует образовательной базе обучающихся, необходимой для успешной профессиональной подготовки, то очевидно снижение эффективности освоения вузовского курса физики, соответственно, и общепрофессиональных и специальных дисциплин, что неизбежно затрудняет социально-профессиональную адаптацию выпускника вуза к будущей профессиональной деятельности.

Исследование уровня подготовленности студентов по физике (констатирующий этап исследования (2010-2012 гг.)), в условиях традиционного подхода к образовательному процессу, на момент начала изучения дисциплины и по его завершении, показало, что при входном контроле средние значения коэффициентов усвоения теоретических знаний составили 37%, умений решать задачи 31%. После изучения вузовского курса физики наблюдалось незначительное повышение этих значений до 42% и 39% соответственно. Реальное число часов, затраченных студентами на внеаудиторную самостоятельную работу, составило в среднем 11%

от числа часов, рекомендуемых ФГОС ВО. Опрос студентов и преподавателей выявил слабое понимание ими сущности умений самообразовательной деятельности, 53% студентов отметили, что самообучение для них является вынужденным, носит спонтанный и бессистемный характер.

Анкетирование преподавателей вузов, в рамках констатирующего эксперимента, показало, что большинство из них отмечают низкий уровень теоретических знаний студентов по физике и практических умений применять знания к решению задач, слабую математическую подготовку студентов первого курса. Снижение качества подготовки инженеров 87% респондентов связывают с резким сокращением числа аудиторных часов, отведенных на изучение физики.

Анализ ФГОС ВО 3++ показывает, что общее сокращение аудиторной нагрузки влечет за собой увеличение доли внеаудиторной самостоятельной работы студентов. Этот факт ставит перед преподавателями физики задачу трансформации учебного процесса таким образом, чтобы наиболее эффективно организовать образовательную деятельность студентов, в том числе в направлении повышения качества внеаудиторной самостоятельной работы и самообразовательной деятельности. Таким образом, в создавшихся условиях, процесс обучения физике необходимо преобразовать в целостный управляемый процесс самообучения.

Решение этой проблемы возможно при помощи внедрения в процесс подготовки бакалавров технического направления методической системы обучения физике компетентностного формата с использованием комплекса инновационных образовательных технологий смешанного обучения в информационной образовательной среде (ИОС) вуза, которая позволит создать условия для реализации основных образовательных программ высшего образования и достижения новых образовательных результатов.

«Информационная образовательная среда вуза - педагогическая система, объединяющая в себе информационные образовательные ресурсы, компьютерные средства обучения, средства управления образовательным процессом, педагогические приемы, методы и технологии, направленные на формирование интеллекту-

ально развитой социально-значимой творческой личности, обладающей необходимым уровнем профессиональных знаний и компетенций1». В законе об образовании, Федеральной целевой программе «Развитие единой образовательной информационной среды» описана необходимость создания новой образовательной среды, основанной на стремительном развитии электронных технологий и высоком уровне информатизации в обществе. Проблемам формирования и развития ИОС посвящены исследования Т.Б. Захаровой, С.В. Зенкиной, А.А. Кузнецова, С.В. Панюко-вой, Е.С. Полат, И.В. Роберт и др.

ИОС позволяет реализовать в образовательном процессе целостную совокупность образовательных этапов, которые поступательно сменяют друг друга и представляют собой систему психолого-педагогических, дидактических условий и стимулов, ставящих обучаемых перед необходимостью осознанного выбора, организации и корректировки своей учебной деятельности по физике, а также ответственности за ее результаты. Дидактические условия представляют собой совокупность объективных возможностей содержания, инновационных педагогических технологий, организационных форм обучения и системы контроля, способствующих формированию достаточного уровня универсальных, общепрофессиональных и основ профессиональных компетенций обучаемых.

Обновление и совершенствование ИОС происходит через возможность пополнения содержания, внесения изменений и результатов учебной деятельности субъектами образовательного процесса. В итоге, информационная образовательная среда является активно развивающейся, самоорганизующейся системой, открытой для преподавателей и студентов.

ИОС создает условия для применения инновационных образовательных технологий смешанного обучения физике, обновление которых происходит при помощи внедрения электронного образовательного ресурса. Совершается переход на более высокий уровень организации образовательной деятельности, при котором внеаудиторная

1 Назаров С.А. Педагогические условия проектирования личностно-развивающей информационно-образовательной среды технического вуза: автореф. дис. ... канд. пед. наук. - Ростов-н/Д, 2006. - С. 17.

управляемая самостоятельная работа студентов по физике в ИОС становится обязательным этапом учебного процесса. В этих условиях педагог призван обеспечить соответствующий уровень консультирования студентов и их мотивирования, нацеленные на получение высокого образовательного результата. Между тем, как показывают результаты анкетирования и интервьюирования вузовских преподавателей, в настоящее время взаимодействие участников образовательного процесса в вузе осуществляется на основе традиционных педагогических технологий, которые не позволяют в полной мере решать новые образовательные задачи, что, в результате, становится причиной снижения качества образовательного процесса.

Кардинальное изменение методики обучения физике в условиях внедрения ИОС связано с применением инновационных технологий смешанного обучения через наполнение новым содержанием и новой организацией образовательного процесса по физике. Смешанное обучение трансформирует учебный процесс, обеспечивает его оптимизацию, позволяет систематически осуществлять эффективное перераспределение времени, отведенного на формирование познавательной деятельности разного уровня. В связи с этим необходимо изменить, на основе конвергентного подхода, структуру и содержание лекционно-практических занятий с целью создания условий для продуктивной познавательной деятельности бакалавров технического направления. Проявление конвергентного подхода в процессе обучения физике в вузе связано как с приближением и взаимопроникновением научно-педагогического и информационно-технологического знания, так и со сближением организационных форм обучения.

Организация внеаудиторной самостоятельной работы в ИОС требует наличия образовательных ресурсов, информационной и технологической базы, учебных и контрольных материалов, а также соответствующих методик. Отсутствие или недостаток такой практической базы, является сдерживающим фактором внедрения методической системы обучения физике бакалавров технического направления в ИОС в образовательную практику вузов.

Роль электронной информационной образовательной среды вуза как важнейшего фактора повышения эффективности подготовки будущих специалистов рассмотрена в работах Ю.В. Балашова, Я.А. Ваграменко, А.А. Кузнецова, Е.В.Лобанова, Н.А.Моисеенко, А.А.Скворцова, С.В. Панюкова, и др. Особенности взаимодействия участников образовательного процесса в условиях информатизации высшего образования представлены в исследованиях: И.И. Игнатенко, И.В. Роберт, Е.И. Корзиновой, Л.Ф. Медведниковой, Г.П. Озеровой, А.В. Фещен-ко и др. Методические аспекты организации образовательного процесса в ИОС при обучении физике в рамках прежних государственных образовательных стандартов рассмотрены в трудах А.Ф. Ана, Г.В. Ерофеевой, Н.В. Калачева, В.В. Ларионова, Л.В. Масленниковой, О.В. Мирзабековой, Н.М. Павлуцкой, А.В. Смирнова, С.А. Смирнова, А.О. Чефрановой. Однако, недостаточно исследованы вопросы, отражающие системное внедрение в процесс обучения физике в вузе смешанного обучения в условиях информатизации образования. Отсутствуют исследования особенностей методики обучения физике с применением конвергентного подхода на всех типах аудиторных занятий. Проблемы развития при обучении физике личностных качеств будущих инженеров и формирования основ профессиональных компетенций исследована на минимальном уровне (К.Л. Бо-бикова, Ж.Г. Калеева, А.П. Павлова и др.).

Анализ требований ФГОС ВО к освоению основной образовательной программы, научных исследований, посвященных проблемам обучения физике студентов, результатов констатирующего этапа эксперимента, позволяют выделить в существующей системе обучения физике в технических университетах ряд противоречий на

социально-педагогическом уровне между:

потребностью общества в инженерах, качество подготовки которых соответствует требованиям современной инновационной экономики, и отсутствием соответствующей ФГОС 3+ и ФГОС 3++ научно-обоснованной концепции методиче-

ской системы обучения физики, способствующей формированию у обучаемых профессиональной компетентности;

научно- педагогическом уровне между:

дидактическими возможностями информационной образовательной среды вуза в условиях сокращения аудиторных занятий и недостаточной разработанностью теоретического обоснования использования ИОС для предметной подготовки по физике бакалавров технического направления, обладающих комплексом требуемых компетенций;

научно-методическом уровне между:

необходимостью самообразовательной деятельности бакалавров технического направления при обучении физике в соответствии с требованиями ФГОС ВО, в условиях сокращения аудиторных часов, и отсутствием теоретически обоснованной методики использования ИОС для самообучения студентов.

Необходимость разрешения данных противоречий определяет научную проблему исследования, которая заключается в поиске ответа на вопрос: каковы концепция и модель методической системы обучения физике бакалавров технического направления, реализация которых позволит формировать у них универсальные, общепрофессиональные и основы профессиональных компетенций?

Выделенные противоречия и сформулированная проблема обусловливают актуальность исследования на тему «Система обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза».

Объект исследования: процесс обучения физике бакалавров технического направления подготовки.

Предмет исследования: методическая система обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза.

Цель исследования: теоретическое обоснование, создание и реализация концепции методической системы обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза.

Гипотеза исследования: если методика обучения физике бакалавров технического направления будет основана на применении современных интегрированных педагогических и информационных технологий смешанного обучения физике, таких как модульно-рейтинговая, технология «перевернутого» и проектного обучения, основанных на конвергентном подходе в информационной образовательной среде вуза, и в ее рамках будет осуществлено управление внеаудиторной самостоятельной учебно-познавательной деятельностью студентов, то это обеспечит достижение студентами достаточного уровня универсальных, общепрофессиональных и основ профессиональных компетенций.

Достаточный уровень - уровень владения компетенцией, который обеспечивает выполнение учебных действий и деятельности в целом осознанно, без помощи преподавателя.

В соответствии с целью и гипотезой решались следующие задачи исследования:

1. Выявить состояние проблемы подготовки по физике бакалавров технических направлений в педагогической теории и практике.

2. Обосновать структуру и содержание информационной образовательной среды.

3. Обосновать и создать концепцию методической системы обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза.

4. Разработать модель методической системы обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза.

5. Разработать на технологическом уровне реализации методическую систему обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза.

6. Осуществить экспериментальную проверку гипотезы исследования.

Методологической основой исследования являются:

-идеи компетентностного подхода в образовании (В.И. Байденко, А.А. Вербицкий, Э.Ф. Зеер, И.А.Зимняя, А.М. Павлова, Дж. Равен, А.И. Субетто, Э.Э. Сы-

манюк, Ю.Г. Татур, А.В. Хуторской, В.Д. Шадриков, G.V. Barrett, W. Hutmacher, S.B. Parry, J. Wildt и др.));

- системный подход к педагогическому процессу (А.Н. Аверьянов, Ю.К. Ба-банский, И.В. Блауберг, М.А. Данилов, В.С. Ильин, В.В. Краевский, Н.В. Кузьмина, И.Я. Лернер, В.А. Сластенин и др.);

- средовой подход в образовании (В.В. Рубцов, Ю.С. Мануйлов, И.И.Сулима, И.Р. Пригожин, С.Т. Шацкий, В.А. Ясвин и др.);

- деятельностный подход в образовании (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн и др.);

- студентоцентрированный (личностно-деятельностный) (Л.С. Выготский,

A.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Б.Г. Ананьев, И.А. Зимняя и др.)

- методологические основы развития информационного общества (Д. Белл, К.К. Колин, А.И. Ракитов, Э. Тоффлер, А.Д. Урсул и др.).

- конвергентныйподход (M. Castells,W.S.Bambridge, М.С. Roco, М. В. Коваль-чук и др.)

Теоретической основой исследования являются:

- общие вопросы педагогики высшей школы(А.А. Андреев, СИ. Архангельский, В.В. Афанасьев, О.Т. Лебедев, В.А. Сластенин, Е.И. Смирнов, В.А. Якунин и др.);

-исследования проблем подготовки инженеров вузе (Б.Л. Агранович, Л. С.Гребнев, М.Б.Гузаиров, В. М. Жураковский,Н. А. Лызь, М.Г. Минин, Ю.П. По-холков, Д.В. Пузанков, П.С. Чубик, А.И. Чучалини др.);

-основные теоретические положения развития информационных технологий и информатизации образования (А.И. Башмаков, Н.П. Безрукова, Л.А. Галкина, И.И. Гурьева, В.В. Давыдков, Г.В. Ерофеева, В.И. Загвязинский, И.Г. Захарова, Т.В. Машарова, О.П. Осипова, Е.С. Полат, В.А. Плешаков, И.В. Роберт, А.В. Смирнов,

B.А. Стародубцев, Ю.Н. Тарасов, А.А. Шутов и др.);

-исследования по методике обучения физике в технических вузах (А.Е.Айзенцон, Г.В. Ерофеева, А.Н. Лавренина, В.В. Ларионов, Л.В. Масленникова, И. А. Мамаева, Н.И. Надтока, А.Б. Ольнева, А.П. Пелевина, О.И. Полещук, С.Н. Потемкина, и др.);

- общие вопросы теории и методики обучения физике (А.И. Бугаев, Г.М. Го-лин, Н.Е. Важеевская, Д.А. Исаев, С.Е. Каменецкий, Л.А. Прояненкова, Н.С. Пурыше-ва, Н.В. Шаронова, В.Г. Разумовский, А.В. Усова и др.)

Достижение поставленных целей и задач научного исследования осуществлялось посредством использования следующих методов исследования:

теоретических- анализ научной, философской, психолого-педагогической, методической литературы по проблеме исследования; анализ нормативной документации по развитию образования, государственных образовательных стандартов по техническим направлениям подготовки, учебных программ и учебных пособий; общенаучные методы (системный анализ, сравнение, синтез, конкретизация, моделирование, сопоставление, систематизация, обобщение);

эмпирических - педагогическое наблюдение; диалогический метод опроса и анкетирования; личное преподавание; экспертная оценка; оценочные процедуры; экспериментальное исследование в формате проведения естественного эксперимента; проведение разных видов контроля на аудиторных занятиях и в электронной информационно-образовательной среде вуза с последующим количественным математико-статистическим анализом полученных сведений методами математической статистики; использование полученных методических решений в практике преподавания.

Научная новизна результатов исследования: Разработаны теоретические основы методической системы обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза, направленные на формирование универсальных, общепрофессиональных и основ профессиональных компетенций бакалавров технического направления.

Разработана концепция методической системы обучения физике бакалавров технического направления в информационной образовательной среде вуза, которая включает в себя основание (требования социального заказа, основные тенденции развития инженерного образования, требования ФГОС ВО 3+, теоретические и методологические основания обучения физике), теоретический блок (дидактические, методологические и частнометодические принципы) обучения физике, основные положения концепции, модель методической системы) и прикладной блок (технологический компонент (совокупность современных интегрированных педагогических и информационных технологий обучения физике) и информационно-содержательный компонент (структурированное содержание курса физики, представленное в информационной образовательной среде).

Построена модель методической системы обучения физике бакалавров технического направления в ИОС, особенностями которой являются:

- одновременное использование в образовательном процессе совокупности инновационных образовательных технологий смешанного обучения (модульно-рейтинговой технологии, технологии «перевернутого» обучения, проектной технологии, объединенных конвергентным подходом);

- интеграция балльно-рейтинговой системы контроля с дидактическими возможностями ИОС вуза как условие повышения уровня управления процессом самообучения физике студентов в условиях дефицита аудиторного времени;

- изменение структуры и содержания лекционно-практических занятий по физике на основе конвергентного подхода, в рамках технологии «перевернутого» обучения с целью создания условий для самостоятельной познавательной деятельности студентов;

- использование в образовательном процессе интегративных проектов опережающего типа в совместной деятельности студентов первого и третьего курсов, ориентированных на формирование основ профессиональных компетенций бакалавров технического направления.

Раскрыты и конкретизированы уровни освоения компетенций, формируемых при обучении физике бакалавров технического направления в ИОС. Показано, что в дополнение к общекультурным и общепрофессиональным компетенциям, формируемым при традиционном обучении физике, применение в образовательном процессе интегративных проектов опережающего типа позволяет сформировать основы профессиональных компетенций будущих инженеров.

Экспериментально доказано, что внедрение в образовательный процесс методической системы обучения физике бакалавров технического направления в ИОС способствует формированию универсальных, общепрофессиональных и основ профессиональных компетенций.

Теоретическая значимость исследования определяется тем, что его результаты вносят вклад в развитие теории и методики обучения физике в вузе за счет:

- обоснования необходимых организационно-педагогических условий использования ИОС в обучении физике бакалавров технического направления;

- выявления возможностей использования инновационных образовательных технологий смешанного обучения физике (модульно-рейтинговой, технологии «перевернутого» и проектного обучения) для повышения качества формирования универсальных, общепрофессиональных и основ профессиональных компетенций при обучении физике бакалавров технического направления;

- определения резервов управляемого процесса самообучения студентов на основе организации внеаудиторной самостоятельной работы студентов при обучении физике с использованием технологии «перевернутого» обучения в ИОС;

- расширения имеющихся представлений об организационных формах обучения, посредством использования нового подхода к организации лекционно-практических занятий;

- выявления возможностей использования при подготовке инженеров интегра-тивных проектов опережающего типа совместно со студентами старших курсов для формирования основ профессиональных компетенций и привлечения студентов к научно-исследовательской деятельности;

Полученные результаты могут служить теоретической основой разработки методической системы обучения бакалавров разных направлений подготовки при изучении различных учебных дисциплин.

Практическая значимость результатов исследования определяется тем, что разработана и апробирована методическая система обучения физике бакалавров технического направления в ИОС, включающая:

- учебно-методический комплекс дисциплины «Физика», включающий учебные программы, методические рекомендации для практических и лабораторных работ, сборники контрольных заданий, курс лекций;

- электронный учебно-методический комплекс дисциплины «Физика», включающий электронное сопровождение студентов при обучении физике в ИОС (программы образовательной деятельности, технологические карты, электронный курс лекций, электронный комплекс по обучению решению задач, выполнению проектов и лабораторных работ, контрольно-диагностирующие материалы);

- методические рекомендации для профессорско-преподавательского состава по созданию системы обучения дисциплине на компетентностной основе с использованием технологии «перевернутого» обучения в ИОС;

- технологию создания и внедрения в образовательный процесс балльно-рейтинговой системы контроля дисциплины.

Программы, учебные пособия и методические рекомендации могут быть использованы в практике работы технических университетов, их использование позволяет сформировать при обучении физике достаточный уровень универсальных, общепрофессиональных и основ профессиональных компетенций бакалавров технического направления.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Ваганова Владислава Геннадьевна, 2021 год

Литература:

1. Савельев И.В. Курс физики. В 3-х томах. Том 2. Изд. 4-е, - Санкт-Петербург : Лань, 2008

2. Лозовский В.Н. Курс физики. Т.1. Санкт-Петербург, 2001.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - 4-е изд., испр. - Москва : Academia, 2003.

4. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок (пер. с англ.). - М.: Мир, 1985,- 272 с.

Приложение 5. Интегративные проекты (распределение студентов 1 и 3 курса)

Название проекта Ф.И. О. студента, но- Ф.И. О. студента,

мер группы 1 курс номер группы 3 курс

1. Исследование характе- 1. 1.

ристик светодиодной лампы в

соответствии с новыми требо-

ваниями 2. 2.

1. 1.

2. Исследование характе-

ристик дуговой лампы в соот-

ветствии с новыми требова- 2. 2.

ниями

3. Исследование характе- 1. 1.

ристик энергоэффективной

лампы в соответствии с новы-

ми требованиями 2. 2.

4. Исследование влияния 1. 1.

трансформатора на качество

электрической энергии

2. 2.

5. Исследование влияния 1. 1.

батарей конденсаторов на ка-

чество электрической энергии

2. 2.

Приложение 6. Выполнение и оценки студентов по трем этапам проектной деятельности

Стадии проектной деятельности Деятельность студентов

Проект 1 Проект 2 Проект 3 Проект 4

Ф.И

1 Теоретическая подготовка (поисково-исследовательский этап)

1.1 Формулировка проблемы, постановка цели, формулировка гипотезы исследования, выделение задач

1.2 Работа с теоретическим материалом, рекомендованной литературой

1.3 Изучение прибора 1

1.4 Изучение прибора 2

1.5 Работа с методикой эксперимента

1.6 Доклад всех участников группы по теории и методике проведения эксперимента

2 Опытно-экспериментальная работа в лаборатории (технологический этап)

2.1 Сборка схемы

2.2 Проверка схемы и установка начальных параметров

2.3 Подключение прибора 1, контроль времени

2.4 Подключение прибора 2

2.5 Переключение в процессе замера

2.6 Работа с осциллографом

2.7 Сохранение и обработка результатов

2.8 Формулирование выводов

3 заключительный (защита проекта)

3.1 Анализ полученных результатов

3.2 Анализ выполнения поставленной цели

3.3 Подготовка отчета

3.4 Презентация проекта

Приложение 7. Оценки коллективной деятельности бригады по разработке и реализации проекта

Критерии оценки Ожигов, Жугдуров Марач, Федоров Гусляков, Мордовской, Мокеев, Ширеторов Брылева, Кобылкин, Шишмарев Зарубина Потемкин, Хугаева Бубеев,

Критерии оценивания теоретической подготовки (поисково-исследовательский этап)

Корректность постановки цели и задач исследования, их соответствие заявленной теме и содержанию работы 2,5 (83,33%) 2,57 (85,71%) 2,5 (83,33%) 2,42 (80,67%)

Согласование индивидуальных и командных целей, распределение задач

Обработка теоретического материала, рекомендованной литературы

Знание приборов, программного обеспечения

Детальное составление программы замера

Критерии оценивания опытно-экспериментальной работы в лаборатории (технологический этап)

Работа в команде, распределение ролей в команде

Выполнение индивидуального задания

Правильная сборка схемы и подключение приборов 2,07(69,05%) 2,57 (85,71%) 2,5 (83,33%) 2,5 (83,33%)

Выполнение всех замеров самостоятельно

Критерии оценивания заключительного этапа (результаты проекта и защита проекта)

Анализ полученных результатов

Качество записи: оформление, соответствие стандартным требованиям, структура текста, качество схем, рисунков 2,21 (73,8%) 2,5 (83,33%) 2,78(92,86%) 2,35(78,57%)

Выполнение поставленных целей и задач 2,42 (80,67%) 2,5 (83,33%) 2,5 (83,33%) 2,42 (80,67%)

Аргументированность полученных выводов 2,14 (71,42%) 2,35(78,57%) 2,42 (80,67%) 2,42 (80,67%)

Ясность, логичность, профессионализм изложения результатов работы над проектом 2,07(69,05%) 2,64 (88,1%) 2,35(78,57%) 2,07(69,05%)

Умение корректно использовать профессиональную лексику и понятийно-категориальный аппарат 2,42 (80,67%) 2,35(78,57%) 2,35(78,57%) 2,21(73,81%)

Полнота, аргументированность ответов на вопросы 2,07(69,05%) 2,57 (85,71%) 2,42 (80,67%) 2,28(76,19%)

Итого 2,24 (74,58%) 2,51 (83,54%) 2,48 (82,58%) 2,33 (77,79%)

Приложение 8. Критерии оценивания компетенций в интегративных проектах опережающего типа

Компетенции ФГОС ВО 3+ Критерии Оце нка Уровень владения 1 - высокий 2 - средний 3 - низкий

способность к самоорганизации и самообразованию (ОК-7) способность к целеполаганию, планированию, творческому отношению к проекту.

умение самостоятельно работать над проектом

способность упорядочить свои действия при выполнении и оформлении проекта

способность осуществлять поиск, хранение, обработку и анализ информации из различных источников и баз данных, представлять ее в требуемом формате с использованием информационных, компьютерных и сетевых технологий (ОПК-1) способность обработки и анализа теоретического материала, рекомендованной литературы

навыки составления документации по проекту и отчету, создания текстов, построения диаграмм.

способность наглядно и структурировано представлять материал в презентации

способность участвовать в планировании, подготовке и выполнении типовых экспериментальных исследований по заданной методике (ПК-1) способность корректно определять проблему, цель, задачи проекта

способность детального составления программы замера

навыки организация и проведения экспериментальной работы

способность обрабатывать результаты экспериментов (ПК-2) навыки использования специальных программ для обработки и анализа полученных результатов

способность анализировать полученные данные и формулировать рекомендации по применению результатов анализа

готовность определять параметры оборудования объектов профессиональной деятельности (ПК-4) способность определять основные параметры переменного тока

способность определять показатели качества электрической энергии

способностью использовать технические средства для измерения и контроля основных параметров технологического процесса (ПК-8) Навыки работы со специальными приборами и программными обеспечениями для замера основных параметры переменного тока

Приложение 9. Критерии оценки коллективной деятельности _бригады по разработке и реализации проекта

Критерии оценки

0 баллов -не соответствует данному критерию

1 балл - не в полной мере соответствует данному критерию._

2 балла -

соответст

вует

данному

критерию.

3 балла - в полной мере соответствует данному критерию.

Критерии оценивания теоретической подготовки (поисково-исследовательский этап)

Корректность постановки цели и задач исследования, их соответствие заявленной теме и содержанию работы_

Согласование индивидуальных и командных целей, распределение задач

Обработка теоретического материала, рекомендованной литературы_

Знание приборов, программного обеспечения

Детальное составление программы замера_

Критерии оценивания опытно-экспериментальной работы в лаборатории (технологиче-_ский этап)

Работа в команде, распределение ролей в команде

Выполнение индивидуального задания

Правильная сборка схемы и подключение приборов_

Выполнение всех замеров самостоятельно

Критерии оценивания заключительного этапа (результаты проекта и защита проекта)

Анализ полученных результатов

Качество записи: оформление, соответствие стандартным требованиям, структура текста, качество схем, рисунков

Выполнение поставленных целей и задач

Аргументированность полученных выводов

Ясность, логичность, профессионализм изложения результатов работы над проектом

Наглядность и структурированность материала презентации_

Умение корректно использовать профессиональную лексику и понятийно-категориальный аппарат_

Полнота, аргументированность ответов

на вопросы_

Итого

Приложение 10. Критерии оценивания результатов проектной деятельности

Отметка «1» ставится, если

Работа выполнена в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности. Студенты работают полностью самостоятельно: подбирают необходимые для выполнения предлагаемых работ источники знаний, показывают необходимые для проведения работы теоретические знания, практические умения и навыки. При проведении опытно-экспериментальной работы не допущено никаких нарушений. Из проделанной работы сделаны логические выводы, имеющие практическое значение. Отчет оформлен аккуратно, в наиболее оптимальной для фиксации результатов форме. При презентации проекта студент ориентируется в теме, отвечает на вопросы преподавателя.

Отметка «0,75» ставится, если

Работа выполнена учащимся в полном объеме и самостоятельно. Допускаются отклонения от необходимой последовательности выполнения, не влияющие на правильность конечного результата. Работа показывает знание учащимся основного теоретического материала и овладение умениями, необходимыми для самостоятельного выполнения работы. При проведении опытно -экспериментальной работы допущено не более 1 нарушения. Отчет оформлен аккуратно, в наиболее оптимальной для фиксации результатов форме. Студент корректно отвечает на вопросы преподавателя при защите проекта.

Отметка «0,5» ставится, если

Работа выполняется и оформляется студентами при помощи преподавателя. На выполнение работы затрачивается много времени. Учащийся показывает знания теоретического материала, но испытывает затруднение при самостоятельной работе с источниками знаний или приборами.

Отметка «0,25» ставится, если

Результаты, полученные учащимся не позволяют сделать правильных выводов и полностью расходятся с поставленной целью. Показывается плохое знание теоретического материала и отсутствие необходимых умений. Руководство и помощь со стороны преподавателя оказываются неэффективны в связи плохой подготовкой учащегося.

Отметка «0» ставится, если

Работа не выполнена, у студента отсутствуют необходимые для проведения работы теоретические знания, практические умения и навыки.

Приложение 11. Критерии оценки видов учебной деятельности

Максимальное количество баллов

№ Виды учебной деятельности ( по уровням)

1 уровень 2уровень - 3 уровень-

- понима- воспроиз- применения

ния ведения

Нормативный фонд

1 Входной контроль на практикуме по решению задач 0-1 1-2 -

2 Самостоятельные работы на практикуме по решению задач 0-1 1-2 2-3

3 Экспериментальная часть лабораторной работы (отчет по работе) - 0-1 1-2

4 Теоретическая часть л/р (защита по контрольным вопросам) - 0-1 1-2

5 Допуск к лабораторной работе 0-1 - -

6 Домашняя контрольная работа 0-2 2-4 4-6

7 Тест в ИОС после изучения лекции 0-1 1-2

8 Тест в ИОС после подготовки к практикуму по решению задач 0-1 1-2 -

9 Выходной контроль в ИОС после подготовки к лабораторной работе 0-1 - -

1С Итоговая аттестация 0-10 10-20 20-30

Фонд штрафных баллов

11 Отсутствие конспекта лекции на аудиторном занятии -2

Приложение 12. Технологическая карта курса физики для студентов (4 з.е. - 144 ч.)

№ недели Лекции Практические занятия Баллы Лабораторные работы Баллы

Входной Выходной допуск отчет защита

тах=2 тах=3 тах=1 тах =2 тах=2

1 Кинематика поступательного и вращательного движения Механика (ауд 405)

2 Динамика поступательного движения Кинематика и динамика поступательного и вращательного движений

3 Динамика вращательного движения Механика (ауд 405)

4 Законы сохранения в механике Механическая работа. Мощность. Законы сохранения в механике

5 Закон Кулона. Электрическое поле (напряженность и потенциал) Электричество (ауд. 418)

6 Электроемкость. Законы постоянного тока Закон Кулона. Напряженность и потенциал электростатического поля. Законы постоянного тока

7 Магнетизм. Сила Ампера. Магнетизм

Сила Лоренца (ауд. 418)

8 Электромагнитна индукция. Уравнения Максвелла Расчет постоянных магнитных полей. Сила Ампера. Сила Лоренца. Электромагнитная индукция.

9 Колебания и волны. Оптика (ауд. 403)

10 Оптика. Интерференция и дифракция Механические и электромагнитные колебания и волны

11 Поляризация. Законы теплового излучения. Фотоэффект Квантовая физика (ауд. 402)

12 Волны де Бройля. Уравнение Шредингера Интерференция, дифракция и поляризация света

13 Таблица Менделеева. Ядерная физика Статистическая физика (ауд. 401)

14 Молекулярно-кинетическая теория. Законы идеального газа Волны де Бройля. Соотношение неопределенностей. Ядерная физика

15 Распределения Максвелла. Начала термодинамики Защита лабораторных работ

16 Явления переноса. Реальные газы. Фазовые переходы. Молекулярно-кинетическая теория. Газовые законы Термодинамика. Энтропия. Тепловые двигатели

Проектная деятельность (тах=7) Итоговая аттестация (тах=30) Штрафные баллы (-2 отсутствие конспекта) Итого (тах =144)

Приложение 13. Пример страницы в LMS Moodle

3 Google X 'ffi Оценки: Просмотр X +

О й do.esstu.m/moodle2/grade/report/grader/index.php?id = 1092&sortitemid=email Сервисы (fÄ Главная 3 Google О 3 Google ф Развивающие про... - Центр изучения... (05 Тесты по Физике. К.., С Игры для физичес...

*

- О X

3 0 0 И S * О Приостановлен Г) : Профиль пользова.,, » Другие закладки

Физика для Б279, Б289, Б299, Б2109 (ИПИБ): Просмотр: Отчет по оценкам

В начало Мои курсы Факультет сервиса, технологии и дизайна (ФСТД) ► Кафедры Физика Физика для ИПИБ Б279-2109 Управление оценками Отчет по оценкам

Вы Башли под именем Владислава Геннадьевна Ваганова (Быхая)

режим редактирования!

Навигация

В начало

■ Моя домашняя

страница

| Страницы сайта

| Мой профиль

т Текущий курс

Физика для ИПИБ

Б279-2109

Участники

► Значки

► Физика для студентов Б279. Б2&9, Б299. Б2109

► Тема 1

Тема 2

► Тема 3

► Тема 4

Тема 5

► Тема 6

► Тема 7

Тема 8

Тема 9

► Тема 10

| Отчет по оценкам

Изолированные группы: Все участники

Отчет по оценкам

Физика для Б27Э. Е2БЗ. ... 0

фамилия Имя Адрес электронной почты ^ ö] входной тест №5: магнетизм Ф L входной тест й <: колебания и... ф входной тест №7: квантовая ... ф ^

Анна Неизвестных ■ a.nei rwestn i kh3 9@gniail.c-D m 0.4D Q 4 _ 4

Саша Сондаг ■ ale xzholSS@gma i l.com 1.20 l i.eo 4 i.eo 4

Маргарита Андреева ■ [e-mail] 1.60 ci 2.00 4 2.00 4

Аня Шенарше-ев-а ■ aras henarsheeva-@grnail .com 1.ео 4 -i.eo 4 1.SZI 4

Ареал а и Рабданов ■ [e-mail] 1.20 Q -i.eo 4 1.20 4

Арюна Дугарова ш ary una.d ugarova@inbox. ru 2.00 Q 0.30 4 3.40 4

Баирма Ламаханова а ba ¡rma.lQ2@gma il.com 2.00 4 -i.eo 4 1.20 4

Балрма Дансарунова ■ [e-mail] 1.6D Q -1.90 4 1.20 4

Dugar Dambaev в [e-mail] 4 4 4

Эрдэм Чимитдоржиевич Дарибазарон т da ribaz@mail .ru 4 4 Буфер обмена (6 из 24) Объект добавлен в буфер.

л для поиска я т ? 6 % i О л DJ 5-04 _ * * ENG 12.01.2021 Щ

Приложение 14. Пример страницы электронного журнала в LMS Moodle

I?П Курс: Курс общей физики 1 час X +

О Й do.esstj.ru/moodle2/course/view.php7id =42 Сервисы ^^ Главная 3 Соод!е О 3 Соод!е Развивающие про... ^ - Центр V

Тесты по Физике, К... С Игры для физичес...

□ ей

Профиль пользова...

Ц Другие закладки

Навигация

В начало

■ Моя домашняя

страница

► Страницы сайта

► Мой профиль

ж Текущий курс

▼ Физика-1

► Участники

► Значки

► Общее

► Тема 1

► Тема 2

► Тема 3

► Тема 4

► Тема 5

► Тема 6

► Тема 7

► Тема 8

► Тема 9

► Тема 10

► Тема 11

^ Тема 12

^ Тема 13

► Тема 14

► Тема 15

► Тема 16

► Тема 17

Физика 1

Добро пожаловать в Курс физики!

В данном курсе вы изучите интереснейший материал посвященный законам физики. Мы надеемся, что этот курс поможет вам понять, что физика - это не наука о чем-то непонятном, далеком от нас. это наука о том, с чем мы с вами встречаемся каждый день.

Красота физики заключена в простоте общих принципов, которые расширяют наше представление в Мире. Предварительные знания и навыки

Тема 1.1. Кинематика поступательного движения

И Лекция 1.1

Тест по теме 1.1 ^ Практика. Решение задач « Обсуждение модели

Тема 1.2. Динамика поступательного движения

Лекция 1.2

Практика. Решение задач

Календарь

ЕЕ

< Январь 2021 ►

Вс Пн Вт Ср Чт Пт Сб

OD "

|;

i

17 13 19 20 21 22 23 24 25 26 27 2S 29 30

Легенда событий

<*> Скрыть общие события Скрыть события курса Ф Скрыть события групп ф Скрыть события пользователей

Предстоящие события

Нет предстоящих событий Перейти к календарю... Новое событие...

Последние действия

Действия с понедельник, 11

Январь 2021, 10:48 Полный отчет о последних действиях Со времени Вашего последнего входа ничего нового не произошло

р Введите здесь текст для поиска

а и с]* РУС

Приложение 15. Анкета для преподавателей

Уважаемые коллеги, просьба ответить на вопросы анкеты.

Стаж работы в вузе_

Какие дисциплины Вы преподаете?

Содержание вопроса Да Нет Частично

Разработана ли Вами для преподаваемых дисциплин:

• рабочая программа

• курс лекций

• тестовые задания

• презентации

Испытываете ли Вы потребность в использовании

электронных образовательных ресурсов на своих занятиях?

Считаете ли Вы, что часть учебных занятий Вы бы

могли проводить дистанционно?

Позволяют ли аудитории, в которых Вы работаете, ис-

пользовать мультимедиа проектор, выход в систему дистанционного обучения Moodle2, на сайт и другие ресурсы?

Имеете ли Вы опыт или подготовку создания элек-

тронных УМКД по дисциплинам?

Считаете ли Вы, что студенты не готовы к использова-

нию электронных образовательных ресурсов?

Получите ли Вы учебный эффект от применения ИКТ на занятиях?

Пользуетесь ли Вы компьютером?

Станет ли Ваш труд более производительным и про-

дуктивным от внедрения ИКТ и электронных образовательных ресурсов?

• для подготовки материалов в Word

• для подготовки презентаций Power Point

• для таблиц и расчётов в Excel

• для обработки изображений и фото

Имеете ли Вы опыт работы в системах дистанционного

обучения?

Имеете ли Вы доступ к ресурсам Интернет на рабочем месте (кафедре или аудитории)?

Считаете ли Вы, что в перспективе доля электронных образовательных ресурсов увеличится?

Приложение 16. Анкета для студентов

Уважаемые студенты, ответьте, пожалуйста, на вопросы анкеты.

1. Считаете ли Вы, что владение компьютером необходимо в современном обществе?

□да Пнет

2. Что Вы понимаете под процессом "Информатизация общества"? (можно выбрать несколько вариантов ответа)

□повсеместное использование компьютера

□использование информационных технологий во всех сферах и отраслях деятельности

□ лавинообразное увеличение количества информации

□ возрастающее значение информации и знаний.

3. Имеете ли Вы возможность выходить в Интернет? Если да, то сколько времени в день ты проводишь в сети?

□ да, не больше 2 часов в день □ нет, не имею

□ да, постоянно в сети □ (свой вариант ответа)_

4. Использование информационных технологий и Интернета дают Вам возможность получать качественные знания?

□да □ нет □ частично

5. Какие средства коммуникации Вы чаще всего используете при общении с использованием ИКТ? (можно выбрать несколько вариантов ответа)

□ стационарный компьютер □ноутбук или нетбук

□ планшетный компьютер □ сотовый телефон

□ стационарный телефон □ другое (укажите)

6. Сколько времени в день Вы тратите на социальные сети?

□ несколько минут □ 0,5 часа - 1 час

□ 1 час-3 часа □З часа и больше

□ все свободное время □ не пользуюсь соцсетями.

7. Как Вы оцениваете свой уровень владения компьютером?

□ высокий (знаю языки программирования, специальные программы)

□ средний (умею работать во всех программах MS Office, FineReader, Photoshop и др.)

□ низкий (умею набирать и редактировать текст, скачивать файлы)

8. Пользовались бы Вы электронной библиотекой, доступ к которой раздавался бесплатно?

□ не пользовался

□ пользовался

9. Зарегистрированы ли Вы в университетской информационной образовательной среде Moodle2?

□да □нет

10.Использование электронного курса при обучении физике

□ способствует более глубокому усвоению физических знаний

□ усложняет процесс обучения

□ (свой вариант ответа)_

11.Изучение лекционного материала во внеаудиторное время и повторная работа с этим материалом на аудиторной лекции

□ позволяет лучше понять изучаемый материал

□ не влияет на усвоение физических знаний

□ (свой вариант ответа)_

12. Самостоятельное решение задач по примерам решения в электронной среде во внеаудиторное время

□ помогает разобрать простые задачи и, в дальнейшем, на аудиторном занятии решить более сложные задачи

□ затруднительно для меня

□ (свой вариант ответа)_

13. Подготовка к лабораторным работам в электронной среде во внеаудиторное время

□помогает понять методику и технику эксперимента и, в дальнейшем, на аудиторном занятии быстрее и качественнее выполнить лабораторную работу, подготовить отчет и защиту работы

□ затруднительно для меня

□ (свой вариант ответа)_

14.Если бы у Вас был выбор между традиционным преподаванием физики (преподаватель объясняет - студент слушает) и смешанным обучением (большая часть изучаемого материала изучается студентом в электронной среде, а преподаватель на аудиторном занятии углубляет и расширяет эти знания), то что бы Вы выбрали?

□ традиционное обучение

□ смешанное обучение

□ (свой вариант ответа)_