Компьютерные методы контроля на уроках физики средней школы
Министерство
образования и науки Республики Казахстан
Костанайский
социально-технический университет имени
академика
Зулхарнай Алдамжар
Дипломная
работа
На
тему: «Компьютерные методы контроля на уроках физики средней школы»
по
специальности 050110 - «Физика»
Выполнил: Костырина
Н.В.
Научный
руководитель:
к.п.н., доцент
Карасева Э.М.
Костанай
2010
Содержание
Введение
.Информационная
среда в профессиональной деятельности учителя
.1Понятие
информационной среды
.2Взаимодействие
реальной и виртуальной составляющих информационной среды профессиональной
деятельности учителя
.3Проектирование
интегрированной информационной среды профессиональной деятельности учителя
технологии
.Контроль
в процессе обучения
.1Назначение
контроля
.2Виды
контроля и формы его организации
.3Методы
контроля обучения
.4Зачетный
контроль и тестирование
.Определение
и виды информационно-коммуникационных технологий
.1Особенности
методики
.2Преимущества
использования ИКТ
.3
Существующие недостатки и проблемы применения ИКТ
.4
Варианты использования средств ИКТ
.4.1
Вариант 1. Урок с мультимедийной поддержкой
.4.2
Вариант 2. Урок с компьютерной поддержкой
.4.3Вариант
3. Интегрирование урока с информатикой
.4.4Вариант
4. Самостоятельная работа учащихся с ЭИР
.5Возможности
применения ИКТ на различных этапах урока
.
Нетрадиционные формы повторительно-обобщающих уроков физики с использованием
технологии развивающих и деловых игр и компьютерных технологий
.
Методика проведения педагогического эксперимента и анализ его результатов
Заключение
Список
использованной литературы
Введение
урок физика нетрадиционный компьютерный
За
последнее время в мире изменились приоритеты образования. Если прежде ценились
знания сами по себе, то теперь на первое место вышли общеучебные умения: умения
приобретать и эффективно использовать знания. Причины понятны: в настоящее
время знания быстро устаревают или оказываются недостаточными (особенно это
относится к информационным технологиям), а значит, нужно овладеть способами их
обновления и пополнения. От того, как ученик может применить эти знания,
насколько он компетентен в широком внешкольном контексте, зависит его будущее
самоопределение. Это не только умение добывать и применять знания, это
коммуникативные навыки, навыки самоконтроля и самооценивания, развитие
творческих способностей.
Контроль
знаний учащихся является составной частью процесса обучения. По определению
контроль это соотношение достигнутых результатов с запланированными целями
обучения. От его правильной организации во многом зависят эффективность
управления учебно-воспитательным процессом и качество подготовки специалиста.
Проверка знаний учащихся должна давать сведения не только о правильности или
неправильности конечного результата выполненной деятельности, но и о ней самой:
соответствует ли форма действий данному этапу усвоения. Правильно поставленный
контроль учебной деятельности учащихся позволяет преподавателю оценивать
получаемые ими знания, умения и навыки, вовремя оказать необходимую помощь и
добиться поставленных целей обучения. Все это в совокупности создает
благоприятные условия для развития познавательных способностей учащихся и
активизации их самостоятельной работы на занятиях.
Хорошо
поставленный контроль позволяет преподавателю не только правильно оценить
уровень усвоения учащимися изучаемого материала, но и увидеть свои собственные
удачи и промахи.
Наша
задача проверить не только знания, но и элементы практического усвоения,
ощущения учащимися нового материала. Проблема контроля за учебной деятельностью
не нова, и педагогический опыт накопленный в этой области богат и разнообразен.
В этой работе систематизированы накопленные сведения по проблеме контроля
знаний учащихся. Эта система сведений применена при изучении предмета «Физика».
Таким
образом, обнаруживается противоречие - между необходимостью использования
информационных средств в процессе обучения и контроля учебного процесса для
предмета «Физика» и отсутствием разработанной контрольно-оценочной
информационной среды.
Объект
исследования: является процесс обучения физике в средней школе..
Предмет
исследования: является применение компьютерных методов контроля на уроках
физики в средней школе.
Цель
исследования состоит в решении вопроса, какой должна быть совокупность
современных информационных методов контроля в преподавании физики, которая бы
обеспечивала повышение качества физического образования на основе внедрения
комплекса программно-педагогических средств по физике.
В
ходе исследования была выдвинута и сформулирована гипотеза исследования: если
применить для контроля знаний на уроках физики контролирующие
программно-педагогические средства, а также соответствующие
телекоммуникационные средства и методику их применения, то их комплексное
применение повысит интерес учащихся к науке, будет способствовать развитию
познавательной самостоятельности, улучшит качество знаний учащихся.
Исходя
из сформулированной гипотезы, для достижения цели исследования были поставлены
следующие задачи:
провести
анализ научной, психолого-педагогической, методической литературы и диссертационных
исследований, посвященных проблеме использования компьютерных методов контроля
на уроках физики в средней школе;
провести
анализ современных контролирующих программ по физике; определить наиболее
целесообразные компьютерные методы контроля;
экспериментально
проверить эффективность применения контролирующих программ при проверке знаний
по физике.
Для
решения поставленных задач использовались следующие методы и виды деятельности:
изучение
философской, психолого-педагогической и научно-методической литературы по
исследуемой проблеме;
изучение
и анализ передового педагогического опыта;
изучение
содержания учебных планов, программ, учебников, дидактических пособий по
физике;
моделирование
контроля учебной деятельности на основе информационных и коммуникационных
технологий с учетом вариативности и индивидуализации общего образования;
моделирование
методики применения в учебных целях компьютерных дидактических средств;
беседы,
анкетирование, опрос и экспертная оценка;
экспериментальное
преподавание с использованием разработанного комплекса компьютерных программ и
телекоммуникационных средств;
педагогический
эксперимент во всех его формах (констатирующий, поисковый, обучающий) с целью
проверки гипотезы исследования и статистическая обработка данных педагогического
эксперимента.
Методы
исследования основаны на диалектическом сочетании теоретических и практических
подходов и подразделяются на:
теоретические
(научный анализ специальной литературы и учебно-методических разработок по
рассматриваемой проблеме, законодательных и нормативных актов, регламентирующих
образовательную и информационную деятельность; изучение и обобщение передового
педагогического опыта и инноваций по проблеме исследования; мысленный
эксперимент, визуализация и моделирование);
социолого-педагогические
(наблюдение, анкетирование, интервьюирование, экспертная оценка);
экспериментальные
(констатирующий и формирующий эксперимент);
статистические
(математическая обработка результатов, группировка, корреляционный анализ).
Научная
новизна исследования заключается в том, что:
предложены
модели контроля учебной деятельности, использующие информационные и
телекоммуникационные технологии, учитывающие вариативность и индивидуализацию
общего образования и направленные на развитие познавательной самостоятельности
учащихся.
Теоретическая
значимость исследования:
доказана
необходимость и целесообразность применения при контроля обучения физике ППС и
телекоммуникационных средств в единстве;
выявлено
положительное влияние комплексного применения ПП и телекоммуникационных средств
на развитие познавательной самостоятельности учащихся.
Практическое
значение исследования заключается в разработке:
практических
рекомендаций по использованию телекоммуникационной виртуальной «on-line
лаборатории» по физике и компьютерных лабораторных работ по физике;
компьютерных
лабораторных работ по электродинамике.
Базой
исследования явилась Пресногорьковская средняя школа Узункольского района
Костанайской области.
1.Информационная
среда в профессиональной деятельности учителя
.1
Понятие информационной среды
Понятие
«среда» в последние десятилетия получило широкое распространение в педагогике.
Отдельные его производные (образовательная, воспитательная, культурная и т.п.
среда) используются в самых различных контекстах, что приводит к излишней
множественности определения «среды» в педагогических исследованиях, и,
соответственно, размытости его логических границ. Анализ методологически
наиболее значимых оснований определения понятия «информационная среда» в
педагогике позволяет утверждать, что среда представляется как совокупность
объектов, интегрированных в цели, содержание, формы и методы учебного процесса,
выступающих в качестве носителей учебно-воспитательной информации,
способствующих формированию опыта, личностных особенностей и качеств учеников
[1,2].
Информационная
образовательная среда является частью социальной среды, позиционируемой на
основании ее педагогического влияния на становление личности в
информационно-процессуальном контексте. При этом субъект-объектное и
субъект-субъектное взаимодействие участников образовательного процесса
поддается трактовке как информационное взаимодействие. Информационный обмен
приобретает тройственную природу, это обмен между учащимся и информационной
средой, который осуществляется при активном посредничестве учителя. Таким
образом, данная работа строится на понимании информационной среды, как
некоторого объема информации, дополненного набором информационных технологий и
компьютерных средств, разработанных заблаговременно, без непосредственного
участия субъектов информационной деятельности. При этом субъект-объектное и
субъект-субъектное взаимодействие участников образовательного процесса
поддается трактовке как информационное взаимодействие.
В
процессе анализа тенденций развития информационной среды профессиональной
деятельности учителя в условиях интеграции науки, производства и образования
установлено, что в силу ярко выраженной связи с различными областями жизнедеятельности,
образование как социальный институт характеризуется принципиальным сходством
тенденций своего развития с тенденциями развития общества. Наиболее важной из
них следует признать тенденцию к профессионализации или специализации
социально-профессиональной деятельности. Связанная с этим ранняя специализация
обучения является отражением более масштабной, общесоциальной тенденцией к
расширению и усложнению социально-профессиональной инфраструктуры общества [3].
Выявлено,
что снижение возрастных границ специализации в свою очередь, обусловливает
целый комплекс тенденций. Прежде всего - это тенденция к глобализации
информационной среды при ее одновременной индивидуализации. Чем больше должны
отличаться друг от друга выпускники (по специфике усвоенной информации и
способам мышления), тем более многообразной должна быть информационная среда
профессиональной деятельности учителя, тем больше существующих «локальных»
информационных сред должно объединиться в глобальную информационную структуру.
Близкими
по содержанию являются тенденции к интеграции и дифференциации информационной
среды профессиональной деятельности учителя. Однако, как показывает анализ,
обозначенные тенденции целесообразно рассматривать как форму проявления
глобализации и индивидуализации информационной среды.
Не
менее ярко в последние десятилетия проявляется тенденция к демократизации
информационного взаимодействия. Связано это с тем, что осуществление волевого
управления все усложняющейся информационной активностью учащихся по объективным
причинам теряет эффективность, действенным представляется передача учителем
ученику полномочий по созданию и структурированию индивидуальной информационной
среды.
Абсолютизация
информационных желаний учащегося, признание за этими желаниями статуса основного
(или одного из основных) критерия соответствия информационной деятельности
индивидуальным особенностям может привести к вседозволенности, депедагогизации.
Во избежание негативных проявлений демократизации информационного
взаимодействия вводится «встречная» тенденция - тенденция к автократизации
управления информационной деятельностью. Обозначенная тенденция проявляется, в
первую очередь, в объективизации контроля эффективности процесса информационной
деятельности и усилении системы управляющих воздействий по итогам мониторинга
выполнения образовательных задач.
Снижение
возрастных границ информационной специализации вызывает также в качестве
следствия тенденцию к абстрагированию и конкретизации элементов информационной
среды. В условиях расширения технических возможностей доступа к значительным
объемам информации и ограниченностью ее усвоения конкретным человеком
наблюдается тенденция, заключающаяся в ориентации на обобщенную информацию при
игнорировании несущественных деталей.
Совокупность
предпосылок и тенденций развития информационной среды профессиональной
деятельности учителя представлены на рисунке 1.
Выявленные
предпосылки и тенденции развития интегрированной информационной среды
профессиональной деятельности учителя предопределили выбор ведущих идей,
положенных в основу концепции проектирования и реализации интегрированной
информационной среды профессиональной деятельности учителя в условиях
постиндустриального общества. Понимание интегрированной информационной среды
базируется на позициях, которые описываются ниже.
Информационная
образовательная среда, как объективно существующая часть социальной среды,
оказывая влияние на процесс становления личности, задает некоторое объективное
направление личностного развития, проявляющееся в существовании наиболее
вероятного итога развития учащегося. Наряду с этим, одной из важнейших задач
системы образования в целом, выступает проектирование среды, в которой
осуществляется становление личности учащегося в направлении, определенном как
цель образования.
Рисунок
1. Предпосылки и тенденции развития интегрированной информационной среды
профессиональной деятельности учителя
С
учетом сказанного, было выделено три основных отличных друг от друга
направления, в которых осуществляется развитие личности школьника: 1) средовое,
2) индивидуальное, 3) образовательное. Каждое из обозначенных направлений
обеспечивается специфической профессиональной деятельностью учителя и
взаимодействием учащегося с определенными составляющими информационной среды.
Принимая во внимание разнонаправленность воздействия информационной среды на
развитие личности школьника, предложена своеобразная трехмерная модель
информационной среды профессиональной деятельности учителя, в которой
осуществляется личностное развитие ученика.
Информационная
среда профессиональной деятельности учителя выступает детерминантом
эффективности образовательного процесса и рассматривается как совокупность
структурированных определенным образом: информации, ее освоения и средств
преобразования. Вместе с тем, педагогическая продуктивность информационной
среды обусловливается не столько ее содержательными особенностями, сколько
возможностью повышения активности учащихся за счет воздействия на ее элементы.
Находясь в одной и той же информационной среде, учащиеся получают (в процессе
взаимодействия с ней) информацию различную по содержанию и объемам.
Зависимость
состояния информационной среды от активности учителя и учащихся является
важнейшим признаком, указывающим на уникальность ее роли в обеспечении
педагогической эффективности профессиональной деятельности учителя. Эта
зависимость определяется состоянием целого комплекса переменных, основными из
которых являются следующие:
.
Информационное значение тех или иных педагогических (формирующих,
воспитывающих, развивающих) событий изменяется в зависимости от того, в какой
ситуации находится ученик. Изменения ситуаций динамичны, так как связаны с
функциональным взаимодействием субъектов, осуществляющих активную
образовательную, учебную и производительную деятельность.
.
Состояние ценностной составляющей личности ученика, характеризуемое
субъектностью и динамичностью. В зависимости от того, какие ценности
транслируются учителем, а какие приняты учащимся - субъективное восприятие и
оценка получаемой информации будут различными. При этом «ближе» в
информационной среде, структурируемой учителем и учащимся, оказываются те
события или явления, которые обладают большей субъективной ценностью.
.
Изменчивость эмоциональной составляющей личности, определяющей
приятие/неприятие различного рода информации.
Таким
образом, можно определить три основных сферы проявления относительности
информационной среды профессиональной деятельности учителя: функциональная,
ценностная и эмоциональная. Обозначенные сферы тесно связаны между собой,
взаимно обусловливают друг друга.
Структура
информационной среды проявляется во всех без исключения предметных областях.
Отличия заключаются лишь в том, что различные дисциплины в разной степени
актуализируют те или иные его составляющие. Так, обучение предмету «Физика» в
значительной степени связано с умственной составляющей информационной среды
профессиональной деятельности учителя. Эффективное преподавание физики требует
активизации интеллектуальных, ценностно-ориентационных,
социально-коммуникативных, эмоционально-чувственных составляющих информационной
активности школьников.
Таким
образом, в основу концепции положен учет описанных предпосылок и тенденций
развития и ориентация на предложенное понимание сущности и структуры
интегрированной информационной среды профессиональной деятельности учителя.
Концептуальными основами являются определенные подходы, лежащие в основе
проектирования и реализации информационной среды:
Средовой
подход, предусматривает в качестве основного инструментального ресурса
обновления профессионально-педагогической деятельности учителя интегрированную
информационно-образовательную среду детерминированную современными условиями
постиндустриального общества.
Интегративный
подход, ориентирует на интеграцию реальной и виртуальной составляющих информационной
среды в целях обеспечения целостности их воздействия на процесс подготовки
школьников; взаимодействие учителя и учащихся на основе педагогически
целесообразного использования различных элементов информационной среды;
интеграцию личностно-ориентированного и деятельностного подходов к обучению с
учетом возможностей, как проектируемой и реализуемой информационной среды, так
и индивидуальных особенностей учащихся.
Функционально-деятельностный
подход, предполагает необходимость и возможность проектирования информационного
учебного взаимодействия на основе четкого распределения функций между его
участниками, ориентирует на отбор и рубрикацию элементов информационной среды
на основе образовательного значения соответствующих этим элементам информации.
Имитационный
подход предполагает осуществление квазипрофессиональной деятельности на основе
информационно-компьютерных, имитационных симуляторов, тренажеров и моделей.
Программно-целевой
подход предусматривает наличие программы алгоритмизирующей поэтапное достижение
заданных целей и соответствующей информационной поддержки в условиях
информатизации образовательного процесса.
Синергетический
подход определяет проектирование индивидуальных информационных сред школьников,
складывающихся из элементов интегрированной информационной среды
профессиональной деятельности учителя на основе процессов самоорганизации.
Наиболее
общая работа, в которой рассматривается классификация средств информационных и
коммуникационных технологий (ИКТ) по способу их использования в образовательных
целях, является работа Роберт И.В. и Самойленко П.И. «Информационные технологии
в науке и образовании» [4], в которой предлагается следующая классификация
использования ИКТ.
ИКТ
можно применять в качестве:
средств
обучения;
средств,
совершенствующих процесс преподавания;
инструмента
познания окружающей действительности и самопознания;
средств
развития личности обучаемого;
объекта
изучения в рамках освоения курса информатики;
информационно-методического
обеспечения и управления учебно-воспитательным процессом;
средства
коммуникаций;
средства
автоматизации процесса обработки результатов эксперимента и управления;
средства
автоматизации процессов контроля и коррекции результатов учебной деятельности,
тестирования и психодиагностики;
средств
организации интеллектуального досуга.
Новые
информационные технологии обучения включают информационно-вычислительную
технику, аудио- и видеосистемы, системы мультимедиа, программные средства,
вычислительные и информационные среды, средства телекоммуникаций и др., а также
информационные технологии обучения, управления системами, процессами, объектами
[4].
Применение
компьютерных технологий в образовании вносит в развитие человека различные
изменения, которые относятся как к познавательным, так и к эмоционально-мотивационным
процессам, они влияют на характер человека, при этом отмечается усиление
познавательной мотивации обучаемых при работе с компьютером [5].
Использование
средств ИКТ в обучении способствует увеличению доли самостоятельной учебной
деятельности и активизации обучаемого, «формированию личности обучаемого за
счет развития его способности к образованию, самообучению, самовоспитанию,
самоактуализации, самореализации» [6].
В
психологических исследованиях отмечается, что ИКТ влияют на формирование теоретического,
творческого и модульно-рефлексивного мышления обучаемых, что компьютерная
визуализация учебной информации оказывает существенное влияние на формирование
представлений, занимающих центральное место в образном мышлении, а образность
представлений тех или иных явлений и процессов в памяти обучаемого обогащает
восприятие учебного материала, способствует его научному пониманию.
Применение
телекоммуникационных технологий в образовании, дидактические функции
компьютерных телекоммуникаций рассмотрены в [7].
Применение
телекоммуникаций рассматривается с точки зрения проектной деятельности (метод
проектов), основанной на поисковых, исследовательских методах, что позволяет
организовывать различного рода совместные исследовательские работы учащихся,
учителей, учащимся, научных работников из различных школ.
.2
Взаимодействие реальной и виртуальной составляющих информационной среды
профессиональной деятельности учителя
Определенные
выше общие тенденции проявляются во всех составляющих информационной среды профессиональной
деятельности учителя, однако наиболее яркие изменения связаны с появлением
новых информационно-комуникационных технологий. Учебный процесс в таком случае
трактуется в качестве некоторой формы организации информационного
взаимодействия, характеризующейся единством и устойчивостью связей между его
элементами.
Концептуально
значимым является понимание интегрированной информационной среды
профессиональной деятельности учителя как сложно-структурированного целостного
образования, включающего в себя совокупность качественно отличных составляющих,
обладающих собственной качественной определенностью, сложной структурой и
взаимосвязанных друг с другом. Наиболее масштабными являются интеллектуальная,
физическая и социальная составляющие информационной среды, подразделяющиеся по
носителям информации на реальную и виртуальную составляющие.
Элементами
информационного взаимодействия могут выступить любые носители информации. Это
используемые в процессе обучения различного рода символы, графика, анимация, аудио-,
видеоинформация, а так же все без исключения материальные объекты, применяемые
в качестве наглядных пособий или демонстрационного материала.
Трактовка
информационной среды, ориентированная на информационные взаимодействия приводит
к увеличению доли виртуализации, связанной с возрастанием в структуре
информационного взаимодействия объема информации, воспроизводимой с
использованием новых информационно-коммуникационных технологий. Развитие
информационного общества, повышающего роль информации в общественной
жизнедеятельности обусловливает необходимость уточнения самого понятия
«виртуальное», имеющего в истории науки неоднозначную трактовку. Для
образования, в частности, в данном исследовании принята следующее определение.
Виртуальная
составляющая (виртуальная реальность) представляется как некоторый
нематериальный, существующий только в сознании человека мир (часть мира),
созданный при его активном непосредственном участии и обладающий для человека
атрибутами реального мира. Виртуальная реальность, несмотря на свою мнимость,
воспринимается человеком как реальный мир или как непосредственное отражение
реального мира. При этом основными атрибутами виртуальной реальности
целесообразно считать ее относительную целостность и возможность
манипулирования ею со стороны человека.
Виртуализация
информационной среды представляет собой процесс постоянного увеличения доли
информации, отображенных на электронных носителях, в общей структуре
информации. При этом преимуществами использования «виртуальной» информации в образовательных
целях являются:
максимизация
возможности определения содержания образования с учетом особенностей каждого
ученика, его потребностей и интересов;
экономичность
виртуальных источников информации, связанная с минимизацией материальных затрат
на содержание учебных помещений, закупку оборудования и учебных пособий как
носителей информации, позволяющей распределить средства на другие
образовательные нужды, повысив тем самым качество обучения.
Установлены
психолого-педагогические факторы, препятствующие распространению виртуальной
составляющей информационной среды.
Первая
группа из которых связана, во-первых, с недостаточностью, во-вторых с невысоким
качеством виртуальных учебных пособий, и в-третьих с отсутствием адекватных
методических разработок по их использованию. Влияние выделенной группы факторов
обостряется в силу отсутствия педагогически целесообразной адаптации их
совместного влияния на эффективность образовательного процесса.
Следующая
группа значимых факторов, препятствующих распространению виртуальной
составляющей информационной среды, связана с ограниченными возможностями логики
компьютерного мышления, которые проявляются в распространенных компьютерных
задачах, выдвигающих перед учащимся требование выбрать правильный ответ из
некоторого перечня готовых вариантов. Такие задачи сдерживают развитие
творческих способностей учащихся, не способствуют формированию у них
способности правильно формулировать вопрос и самостоятельно находить варианты
ответа. Алгоритмическая по сути логика компьютера способствует формированию
алгоритмического мышления у работающего с ним человека.
Третья
группа факторов связана с тем, что при компьютеризации образования обучающий
может влиять на обучаемого только опосредовано, поэтому существенно возрастает
роль внутренней мотивации учебной деятельности и меняется роль учителя в
стимулировании учебной активности.
Особенности
виртуальной составляющей информационной среды профессиональной деятельности
учителя позволяют утверждать, что традиционные формы учебной деятельности,
связанные с непосредственным реальным информационным взаимодействием учителя и
ученика, и информационное взаимодействие в виртуальной среде не исключают друг
друга, а дополняют. Причем соотношение реального и виртуального должно
определяться профилем и этапом обучения.
В
силу того, что подавляющее большинство учебной информации имеет абсолютно
абстрагированный характер, реальный, существующий вне и независимо от сознания,
объективный мир предстает перед учеником в виде объективации. Ощущения и образы,
возникающие в процессе обучения как субъективное состояние, преобразуются
сознанием в объект. Можно утверждать (с некоторыми допущениями), что
результатом объективации учащимися представлений о мире является виртуализация
мира. В данном случае важна не столько адекватность представлений ученика об
объективной реальности, сколько его убежденность в этой адекватности.
Переложение
усвоенных абстракций на мир реальный сопровождается встречным процессом -
абстрагированием реальных объектов. Описанные встречные процессы «конкретизации
символичного и символизации конкретного» приводят к своеобразному «усреднению»
получаемой информации, воспринимаемых мыслей и образов. Соответственно, мы
можем констатировать виртуальность самого человеческого сознания, формирующего
субъективный (а значит мнимый, условно отражающий реальность) образ
объективного мира.
Установлено,
что становление виртуального по своей сути обучения связано с введением
соответствующих виртуальных форм, средств и методов обучения, для этого должна
сформироваться виртуальная составляющая информационной среды профессиональной
деятельности учителя.
Виртуальная
составляющая информационной среды профессиональной деятельности учителя
определена в общем виде как компьютерное отражение реальной образовательной
среды, различных элементов мироздания.
В
качестве основных структурных элементов виртуальной составляющей информационной
среды профессиональной деятельности учителя выделены:
компьютерные
имитации реальных учебных площадей;
компьютерные
имитации реальных объектов нерукотворной природы. Особенно возможности
виртуальной информационной среды проявляются в отношении объектов микро - и
макроприроды, недоступных непосредственному восприятию учащимися.
Компьютерные
имитации реальных объектов рукотворной природы.
Компьютерные
версии произведений: печатные произведения (в том числе собственно учебные),
музыкальные записи, документальные и художественные фильмы, произведения
изобразительного искусства и т.д.
Установлено,
что попытки влияния на формирование знаний и умений учеников посредством
управления виртуальной составляющей информационной среды, не имеют ожидаемого
эффекта. Таким образом, можно констатировать недостаточную разработанность
виртуальной составляющей информационной среды профессиональной деятельности
учителя по направлению развития личности, обусловленному особенностями
виртуальной составляющей информационной среды и индивидуальными особенностями
учеников, которые на практике не достаточно контролируются и трансформируются в
соответствии с требованиями педагогической целесообразности.
То
есть, виртуальная составляющая информационной среды профессиональной
деятельности учителя, характеризующаяся интенсивным, но малоуправляемым развитием,
обусловливает необходимость педагогического осмысления и практического
использования не только (и не столько) как средства решения педагогических
задач в условиях реальной информационной среды, а как принципиально новой сферы
педагогической деятельности, характеризующейся действием специфических законов
и закономерностей формирования и развития личности учащихся.
Социально-экономические факторы развития виртуальной составляющей
информационной среды профессиональной деятельности учителя обусловлены как
потребностями общества в расширении и усложнении системы образовательных услуг,
так и потребностями населения в повышении доступности образования вне
зависимости от его профиля, географического положения и возраста учащегося.
Именно эти потребности актуализируют расширение виртуальной составляющей
информационно-образовательной среды.
Социально-экономическая
эффективность виртуализации информационной среды не сможет проявиться, если не
будет соответствующим образом учтено действие организационно-педагогических
факторов. К числу наиболее важных организационно-педагогических факторов
развития виртуальной составляющей информационной среды профессиональной
деятельности учителя мы относили следующие:
Новый
подход к институционализации виртуального образования.
Разработка
адекватных форм, средств и методов контроля (в том числе тестового)
эффективности виртуального обучения.
Создание
системы мониторинга виртуального учебного процесса.
Создание
диалоговых систем между обучающим и обучаемым.
Научно-методическое
обеспечение процесса виртуального информационно-обучающего взаимодействия.
Организация
подготовки и переподготовки педагогических кадров в области использования
современных компьютерных технологий для реализации целей и задач
образовательной деятельности.
К
негативным факторам, действие которых сдерживает развитие виртуальной
составляющей информационной среды профессиональной деятельности учителя или
снижает ее педагогическую эффективность, мы отнесли:
Распространение
в виртуальной информационной среде негативной, с педагогической точки зрения,
информации, не отслеживаемой и не контролируемой педагогическим сообществом.
Недостаточная
психо-эмоциональная привлекательность имеющейся в виртуальной информационной
среде образовательной информации.
Таким
образом, развития виртуальной составляющей информационной среды определяется
соотношением действенности факторов, направленных на ее расширение и факторов,
препятствующих этому или стремящихся вызвать обратный процесс.
.3
Проектирование интегрированной информационной среды профессиональной
деятельности учителя технологии
Анализ
сущности виртуальной составляющей информационной среды профессиональной
деятельности учителя, факторов ее развития, позволил раскрыть содержание
принципа оптимальной интеграции реальной и виртуальной составляющих
информационной среды профессиональной деятельности учителя, обусловливающего
эффективность ее проектирования и реализации.
Подготовка
подрастающего поколения к будущей самостоятельной деятельности в реальной
производственной сфере, требует адекватного отражения в информационной среде
реальных объектов и явлений, их свойств и взаимосвязей, преобладания
виртуального по отношению к реальному в начале обучения (образы инструментов,
приспособлений, объектов труда и технологии), их выравнивания в середине
обучения и преобладания реального над виртуальным на завершающем этапе
(реальные инструменты и приспособления; объекты труда; реальные результаты) при
виртуальном иллюстрировании технологического процесса.
В
качестве базисной составляющей построения информационной среды профессиональной
деятельности учителя выступает вся совокупность объектов, доступных к
использованию учащимися в качестве носителей значимой информации, в том числе
посредством компьютера и сети Интернет вне зависимости от официального
признания/непризнания педагогического значения этих объектов.
В
проектировании содержательной составляющей информационной среды
профессиональной деятельности учителя целесообразно выделить следующие
компоненты:
.
Предметная информационная среда, специально созданная с целью оказания
образовательного (обучающего или воспитывающего) действия на учащегося.
.
Формирующая информационная среда, состоящая из элементов, оказывающих
непосредственное или опосредованное воздействие на процесс формирования
личности, но не включенных в информационно-коммуникационную предметную среду.
Элементы формирующей среды могут характеризоваться как положительным, так и
отрицательным воздействием на личность.
.
Нейтральная информационная среда, являющаяся фоном и содержащая элементы, не
оказывающие заметного действия на состояние человека или его развитие.
Для
проектирования информационной среды профессиональной деятельности учителя
необходим определенный концептуальный стержень, относительно которого
выстраиваются, отбираются и структурируются все необходимые элементы
обозначенных составляющих информационной среды. Выбор искомого стержня не может
быть произвольным - он должен осуществляться исходя из определенных обществом
целей и задач образования с учетом основных тенденций развития системы
информационного взаимодействия. Также необходимо учитывать и специфику предмета
«Физика», для обучения которому собственно проектируется информационное
пространство.
При
этом конкретизация целей обучения связана с необходимостью соблюдения следующих
общепедагогических требований:
.
Межпредметная интеграция, заключающаяся в согласовании целей дисциплины с
образовательными целями по другим дисциплинам.
.
Определение циклической взаимосвязи и взаимозависимости стратегических и
тактических целей формирования информационно-ориентированных и
учебно-ориентированных компетенций из числа реализуемых в процессе изучения
дисциплины.
.
Обеспечение поступательности движения к цели. Последовательная реализация
циклически связанных целей обусловливает переход образовательного процесса на
более высокий уровень развития, и, в конечном счете, приближение к
стратегическим целям.
.
Определение тактических целей дисциплины должно иметь вариативный характер при
обеспечении учащимся возможности выбора.
Проектирование
интегрированной информационной среды профессиональной деятельности учителя
требует личностно-ориентированного подхода; определения значимых особенностей
субъектов информационного взаимодействия, и, прежде всего, в его виртуальной составляющей.
Ученик
как основной субъект информационного взаимодействия в виртуальной составляющей
информационной среды профессиональной деятельности учителя представляется в
качестве самостоятельной информационной системы, взаимодействующей с
«компьютерной» информационной системой. Вместе с явными преимуществами,
виртуальное информационное взаимодействие обладает некоторыми специфическими
особенностями, выдвигающими соответствующие требования к ученику в виртуальной
среде. Это требование гораздо более большей мотивированности учебной
деятельности, дисциплинированности, умения пользоваться компьютерной и
коммуникационной техникой и некоторые другие.
Учитель
в процессе информационного взаимодействия с учеником вынужден проникать в
информационное пространство ученика (путем объединения компьютеров в единую
сеть, через Интернет или каким-либо другим способом) и воздействовать на него в
компьютерном мире. С точки зрения проектирования виртуальной составляющей
информационной среды профессиональной деятельности учителя, наиболее интересна
модель обучающей компьютерной программы, существующей самостоятельно в
виртуальной информационной среде.
Проектирование
информационной среды профессиональной деятельности учителя обеспечивается в
рамках создания системы управления знаниями, способствующей осуществлению
следующих информационных и образовательных функций:
.
Функции поиска учебного материала в информационно-коммуникационной среде
открытого или смешанного типа с целью построения и освоения индивидуальной
информационной среды.
.
Функции генерации и автоматизированной проверки контрольных тестов.
.
Функции генерации электронных задач на основе результатов тестирования.
.
Функции обеспечения необходимых консультаций и обмена учебной информацией между
учащимися, находящимися в общей виртуальной среде.
Методы
формирования информационной среды профессиональной деятельности и
педагогического управления «перемещением» ученика в информационной среде должны
соответствовать сущности и структуре многоуровневого процесса развития личности.
Поиск
такого рода методов управления приводит к необходимости использования
программно-целевого подхода как основы педагогического управления перемещением
ученика в виртуальной составляющей информационной среды профессиональной
деятельности учителя.
Программно-целевой
подход в полной мере позволяет учитывать многоэтапность процесса информационной
деятельности ученика. В соответствии с требованиями данного подхода процесс
педагогического управления разбивается на последовательность этапов, строго соответствующих
этапам управляемого процесса. Каждому такому этапу соответствует своя цель,
достигаемая посредством реализации самостоятельной программы. Таким образом,
весь процесс управления представляется в виде последовательности сменяющих друг
друга целей и программ их достижения.
Расширение
границ применимости программно-целевого подхода связано с использованием метода
проблемно-целевого проектирования. Алгоритм метода представляется следующим
образом:
.
Вербализация проблем, стоящих перед учеником в области освоения виртуальной
составляющей информационной среды и построения собственного виртуального
информационного пространства.
.
Ранжирование проблем по степени значимости.
.
Разработка и реализация детальной программы решения самой важной проблемы и
определение чернового варианта решения проблемы, следующей по значимости.
Существенные
научно-методические особенности проектирования виртуальной составляющей
информационной среды профессиональной деятельности учителя технологии связаны с
определением траектории развития ученика - его перемещения в виртуальной
составляющей информационного пространства. В общем виде форма траектории
развития ученика в виртуальной составляющей информационного пространства
определяется относительной выраженностью средового, индивидуального и
образовательного воздействия на характер индивидуальной деятельности.
Соответственно выделяется три основных типа траектории развития:
.
Индивидуально-ориентированная траектория.
.
Средово-ориентированная траектория.
.
Образовательно-ориентированная траектория.
Ведущая
роль в детерминации взаимодействия школьников с элементами виртуальной
составляющей информационной среды принадлежит предметной системе виртуального
обучения.
Предметная
система виртуального обучения подразделяется на три уровня:
.
Элементный или объектный уровень связан с отбором и организацией хранения
разнородных источников знаний.
.
Понятийный уровень. На данном уровне осуществляется рубрикации знаний, общая
для всех источников знаний.
.
Уровень приложений - определение информационных потребностей учеников и
наклонности их познавательных интересов.
Трехуровневая
схема организации информации дополняется трехуровневой системой формализации
взаимодействия учащихся с элементами виртуальной составляющей информационной
среды. Область (уровень) неформализованной виртуальной деятельности
характеризуется абсолютной свободой действий ученика в «замкнутой» школьной
виртуальной информационной среде. Относительно формализованная виртуальная
активность ученика в значительной степени обеспечивает эффективность абсолютно
формализованной виртуальной активности, детерминирующей перемещение ученика в
индивидуальном информационном пространстве [8].
Обеспечение
требуемого качества образовательной деятельности ученика достигается на пути
моделирования взаимодействия ученика и компьютера. При построении обозначенной
модели выделяются взаимодействия ученика как информационной системы с объектами
мироздания, воплощенными в некоторых информационных системах. Компьютер
выступает в качестве своеобразного посредника, обеспечивающего условия
взаимодействия двух информационных систем - двух информационных потоков.
Модель
виртуального информационного взаимодействия должна учитывать отношения
«Учитель-ученик», в которых учитель выполняет функции, во-первых,
самостоятельного источника и транслятора информации и, во-вторых, своеобразного
информационного фильтра, регулирующего информационный поток, поступающий со
стороны компьютера.
Технологическая
составляющая виртуального информационного взаимодействия рассматривается с
позиций четырех основных входящих в нее подсистем. Это:
.
Средства виртуального обучения.
.
Средства педагогического взаимодействия, опосредующие отношения учителя и
учеников.
.
Организационные формы и виды учебных занятий, основанных на полном или
частичном взаимодействии учеников с элементами виртуальной среды.
.
Методическая подсистема, включающая в себя виртуализированные классические
методы информационного взаимодействия (моделирование, диспут, активного
обучения и т.д).
В
таблице 1 представлены образовательные ресурсы по физике, которые не являются
всеобъемлющими, но дают первое представление о телекоммуникационных ресурсах,
которые могут быть полезны для учителя физики.
Таблица
1
Краткий
обзор образовательных серверов по физике
|
Образовательный
портал, образовательный сайт, адрес в Интернет
|
Краткая
характеристика образовательного сайта
|
|
Образовательный
сайт по физике #"885312.files/image001.gif">(1)
Где li - число существенных
признаков понятия, усвоенных i-тым учащимся;- общее число признаков понятия;-
число учащихся.
Коэффициент полноты выполнения
операций вычисляется по формуле (2):
Где mi - число операций, выполненных
i-тым учащимся;- общее число операций;- число учащихся.
Рассчитанное нами значение
коэффициента успешности равно 1,26, что в соответствии с методикой А. В. Усовой
говорит об эффективности предлагаемой новой методики.
) коэффициент полноты усвоения
объема понятия (3)
 (3)
где mi- полнота усвоения объема i- м
учащимся, объем, подлежащий усвоению на данном этапе формирования понятия,
количество учащихся в классе;
) коэффициент, характеризующий
полноту усвоения связей и отношений данного понятия с другими (4):
 (4)
где fi- количество связей и
отношений, усвоенных i-м учащимся, количество связей, которые должны быть
усвоены учащимся на данном этапе формирования понятия.- число учащихся.
В эксперименте участвовали учащиеся
9 «а» класса, которые были приняты за экспериментальный класс и учащиеся 9 «б»
класса, которые были приняты за контрольный. Были проведены повторительно -
обобщающие уроки по теме: «Основы кинематики», в экспериментальном классе с
использованием компьютерных методов контроля, применением дидактических игр, а
в экспериментальном по традиционной методике. Результаты можно посмотреть в
таблице 4.
Таблица 4
Уровень сформированности понятий у
учащихся.
|
Коэффициент
|
Экспериментальные
группы
|
Контрольные
группы
|
Коэффициент
эффективности методики
|
|
в
начале
|
в
конце
|
коэффициент
успешности
|
в
начале
|
в
конце
|
коэффициент
успешности
|
|
|
КЭН
|
КЭК
|
γЭ
|
ККН
|
ККК
|
γК
|
η
|
|
Полноты
усвоения содержания
|
0,24
|
0,38
|
1,58
|
0,29
|
0,33
|
1,14
|
1,39
|
|
Полноты
усвоения объема
|
0,25
|
0,37
|
1,48
|
0,29
|
0,31
|
1,07
|
1,38
|
|
Полноты
усвоения связей и отношений понятия с другими понятиями
|
0,33
|
0,42
|
1,27
|
0,33
|
0,35
|
1,06
|
1,20
|
Педагогический эксперимент достаточно
убедительно показал преимущество применения компьютерных методов контроля на
уроках физики при проведении повторительно-обобщающих уроков в сравнении с
традиционной методикой. Преимущества проявляются в каждой характеристике
формируемого понятия и на каждом этапе формирования (γЭ
> γК,
η
> 1). Уровень сформированности понятий в
экспериментальных группах оказался значительно выше, чем в контрольных группах
(таблица 4, рисунок 4, 5).
Рисунок 4 . Уровень сформированности понятий в
экспериментальных и в контрольных группах в начале эксперимента
Рисунок 5. Уровень сформированности понятий в
экспериментальных и в контрольных группах в начале эксперимента
Рисунок 6. Сравнение уровня сформированности
понятий в экспериментальных и в контрольных группах в начале и в конце
эксперимента.
Заключение
В ходе проведения исследования была достигнута
цель -был решен вопрос какой должна быть совокупность современных
информационных методов контроля в преподавании физики, которая бы обеспечивала
повышение качества физического образования на основе внедрения комплекса
программно-педагогических средств по физике.
Решены следующие задачи:
проведен анализ научной,
психолого-педагогической, методической литературы и диссертационных
исследований, посвященных проблеме использования компьютерных методов контроля
на уроках физики в средней школе;
проведен анализ современных контролирующих
программ по физике; определены наиболее целесообразные компьютерные методы
контроля;
экспериментально проверена эффективность
применения контролирующих программ при проверке знаний по физике.
Для решения поставленных задач использовались
следующие методы и виды деятельности:
изучение философской, психолого-педагогической и
научно-методической литературы по исследуемой проблеме;
изучение и анализ передового педагогического
опыта;
изучение содержания учебных планов, программ,
учебников, дидактических пособий по физике;
моделирование контроля учебной деятельности на
основе информационных и коммуникационных технологий с учетом вариативности и
индивидуализации общего образования;
беседы, анкетирование, опрос и экспертная
оценка;
экспериментальное преподавание с использованием
разработанного комплекса компьютерных программ и телекоммуникационных средств;
педагогический эксперимент во всех его формах
(констатирующий, поисковый, обучающий) с целью проверки гипотезы исследования и
статистическая обработка данных педагогического эксперимента.
Научная новизна исследования заключается в том,
что:
предложены модели контроля учебной деятельности,
использующие информационные и телекоммуникационные технологии, учитывающие
вариативность и индивидуализацию общего образования и направленные на развитие
познавательной самостоятельности учащихся.
Теоретическая значимость исследования:
доказана необходимость и целесообразность
применения при контроля обучения физике ППС и телекоммуникационных средств в
единстве;
выявлено положительное влияние комплексного
применения ПП и телекоммуникационных средств на развитие познавательной
самостоятельности учащихся.
Практическое значение исследования заключается в
разработке:
методики применения компьютерных методов
контроля на уроках физики в средней школе;
практических рекомендаций по использованию
телекоммуникационной виртуальной «on-line лаборатории» по физике и компьютерных
лабораторных работ по физике;
компьютерных лабораторных работ по
электродинамике.
Проведенное исследование показало, что
перспектива приближающейся массовой компьютеризации обучения создает
необходимость большого целенаправленного труда в данной сфере: нужны глубокие и
разносторонние исследования процесса обучения с точки зрения целесообразности и
эффективности внедрения ПК, детальная разработка конкретных методик, в конечном
счете - создание принципиально новой модели всего процесса обучения. Значение компьютера
как инструмента педагогического труда вышло далеко за рамки очередного ТСО и
расценивается в настоящее время как самый мощный и объективный фактор эволюции
всех систем образования. Это подтверждается следующими выводами:
Существующая (традиционная) система образования
есть образовательная система закрытой архитектуры.
Последовательное развитие и реализация всех
возможностей ПК неизбежно приводят к необходимости коренного пересмотра всей
существующей методической системы.
Совокупность методик работы с ПК и их
специфическое своеобразие дают основание для перестройки всей системы обучения
в целом и перехода к образовательной системе с открытой архитектурой.
Новая система образования предполагает появление
принципиально новых форм обучения ("виртуальное обучение",
"дистанционное обучение").
В совокупности все перечисленные изменения
знаменуют переход от авторитарной, державной педагогики к педагогике личности и
являются реальным воплощением в жизнь принципа гуманизации образования.
Список использованной литературы
Беспалько
В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного
процесса подготовки специалистов. - М.: Высшая школа, 1989.
Беспалько
В.П. Основы теории педагогических систем. - Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та,
1997.
Ахметов
Линар Гимазетдинович Интегрированная информационная среда профессиональной
деятельности учителя технологии 13.00.01- общая педагогика, история педагогики
и образования, Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
педагогических наук, Казань - 2009
Роберт
И.В., Самойленко П.И. Информационные технологии в науке и образовании. - М., -
1998. - 177 с.
Тихомиров
О.К., Бабанин Л.Н. ЭВМ и новые проблемы психологии. - М.: МГУ, 1986. -203 с.
Панюкова
С.В. Концепция реализации личностно-ориентированного обучения при использовании
информационных и коммуникационных технологий. - М.: Изд-во РАО, 1998. - 120с.
Полат
Е.С. Дистанционное обучение: организационный и педагогический аспекты //
Информатика и образование, № 3, 1996. - С. 87 - 91.
Роберт
И.В., Поляков В.А. Основные направления научных исследований в области
информатизации профессионального образования. - М.: «Образование и
Информатика», 2004. - 68 с.
Нейман
Ю.М., Хлебников В.А. Введение в теорию моделирования и параметризации
педагогических тестов. -М.: Прометей, -169 с.
Беспалько
В.П. Программированное обучение. Дидактические основы. -М., 1970. -300 с.
Андрианов
В.А., Влазнев Д.А., Воронин А.Ю. Комплексное программное средство обучения и
самообучения по физике. Материалы V Международной Конференции «Применение новых
компьютерных технологий в образовании» - Троицк, 30 июня - 4 июля 1994г.,
с.62-63.
Апатова
Н.В. Влияние информационных технологий на содержание и методы обучения в
средней школе. Автореф. дисс. ... докт. пед. наук. - М., 1994, 36с.
Готлиб
М. Компьютеру - дидактическое обеспечение // ИНФО, N4, 1987.- C. 3-13.
Лернер
И.Я. Дидактические основы методов обучения. - М., 1981.
Пейперт
С. Образование в просвещенном обществе. Новые технологии в школьном образовании
в России. //Компьютерные инструменты в образовании. №1, 2000. - с. 3 - 8.
Пейперт
С. Переворот в сознании: Дети, компьютеры и плодотворные идеи. - М.:
Педагогика, 1989. - 220 с.
Робнлер
М.Д. Компьютерные технологии в школах Флориды // ИНФО, №2/ 1996.
Пидкасистый
П.И. Самостоятельная познавательная деятельность школьников в обучении. - М.:
Педагогика, 1980. - 239 с.
Психолого-педагогические
основы компьютеризации обучения. - Киев, 1987. - 16 с.
Балыкина
Е. Н. Формирование тестовых заданий для компьютерного контроля знаний / БГУ. -
Минск, 2002
Балыкина
Е.Н. Сущностные характеристики дидактических компьютерных тестов (на примере
исторических дисциплин). - М., 2002. - С.219-221.
Балыкина
Е.Н., Липницкая О.Л., Попова Е.Э. Дидактическое обеспечение базового курса
исторической информатики (основы реализации учебно-методического комплекса) //
ИБ АИК, № 26/27. - М., 2000. - С. 172-194.
Белоусов
Е. Ф., Инюшкина Т. А., Самойлова Т. С. Опыт разработки тестовых компьютерных
программ / ГОУ СПО Пензенский государственный приборостроительный колледж (ПГПК).
- Пенза, 2002
Булдыгеров
А. В. Методика проведения программированного опроса / Московский университет
МВД России (МУ МВД РФ). - М., 2001
Чернышев
А. Н. Система автоматизированного компьютерного тестирования /
http://www.bitpro.ru/ITO/2002/VI/VI-0-868.html
Шафрин
Ю.А. Информационные технологии. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1998
Шмелев
А.Г. Компьютеризация экзаменов: проблема защиты от фальсификаций. - М., 2002 .
- С. 71-73.
Похожие работы на - Компьютерные методы контроля на уроках физики средней школы
|