Электронные образовательные технологии в профессиональной подготовке бакалавров по направлению «Физика»

Актуальность исследования. Приоритетная ориентация современного образования на модернизацию, повышение его эффективности и качества в сложившихся социально-экономических условиях требуют новых подходов к подготовке кадров с высшим образованием. В настоящее время идет интенсивное оформление новой парадигмы высшего профессионального образования (ВПО), основные черты которой — гуманизация, личностная обращенность, фундаментализация, информатизация. В этих условиях необходима существенная корректировка содержания и способов развертывания ВПО в профессиональной подготовке выпускника вуза.

В условиях перехода к уровневой структуре высшего профессионального образования, стратегические ориентиры модернизации отечественного образования отражены в Концепции Федеральной целевой программы развития образования на 2011;2015 годы, Национальном проекте «Образование», модели «Российское образование — 2020».

Оптимизация ВПО является одной из острых национальных проблем: присоединение России к Болонскому процессу, в связи с чем введение массового бакалавриата и магистратуры, разработка и внедрение образовательных стандартов третьего поколения, создание федеральных университетов, поиск эффективного соотношения гуманитарных, социально-экономических, математических, естественнонаучных общепрофессиональных, специальных блоков дисциплин в их системной целостности и др. Эта многоплановость проблемы повышения эффективности и качества профессиональной подготовки в вузе отражена в современных исследованиях.

Значительный вклад в разработку проблем подготовки будущих учителей внесли Т. Г. Везиров, Г. М. Гаджиев, Б. С. Гершунский, Л. Н. Давыдова, С. И. Зиновьев, Г. А. Караханова, И. Я. Лернер, Д. М. Маллаев, А.Н. Нюдюрма-гомедов и другие ученые.

Вопросы исследования по проблемам профессиональной подготовки студентов бакалавриата рассмотрены в работах М. В. Лазаревой, В. Е. Мельникова, Т. Л. Камоза, А. К. Касимова, П. В. Станкевича, Л. А. Угаровой, И. В. Шумовой и др.

На современном этапе качество подготовки студента в условиях модернизации системы отечественного образования обусловливает необходимость поиска новых подходов к организации учебного процесса. Один из них связан с информатизацией образования. В настоящее время информатизация системы образования вступает на качественно новый уровень, так как решается задача эффективного использования электронных образовательных технологий (ЭОТ) для конструирования учебного процесса и организации взаимодействия всех субъектов этого процесса. С применением и созданием электронных образовательных технологий, которые позволяют управлять самостоятельной работой обучающихся на принципиально новом организационном уровне, связаны перспективы развития различных технологий обучения.

Многочисленные исследования в области формирования современной образовательной среды (В.Н. Агеев, В. И. Батищев, Е. И. Бутиков, Ю. Бранов-ский, С. Г. Григорьев, С. А. Жданов, К. К. Колин, М. П. Лапчик, A.A. Кузнецов, И. В. Роберт, A.B. Усова и др.) убедительно показывают, что наиболее эффективный путь к достижению указанной цели — интенсивное использование информационных технологий (в том числе и ЭОТ) в учебном процессе.

Теоретические вопросы построения средств обучения с использованием компонентов учебного материала в электронной форме рассмотрены в работах: А. Г. Абросимова, Я. А. Ваграменко, С. Г. Григорьева, В. В. Гриншкуна, Л. Х. Зайнутдиновой, О. В. Зиминой, С. Д. Каракозова, А. И. Кириллова, A.A. Кузнецова, С. И. Макарова, A.B. Осина, Е. С. Полат, И. В. Роберт, Н. Х. Розова, А. Л. Семенова, А. Ю. Уварова, A.B. Хуторского и других.

В настоящее время многие учебные заведения самостоятельно занимаются разработкой собственных электронных ресурсов различного назначения и применяют их в учебном процессе. Можно отметить результаты работ А.Г.

Абросимова, В. П. Демкина, Ю. И. Капустин, М. П. Карпенко, Г. А. Красновой, С. Л. Лобачева, С. И. Макарова, М. И. Нежуриной, В. И. Солдаткина, В. П. Тихомирова и других.

Созданием подобных продуктов для разных типов учебных заведений занимаются и специализированные организации такие, как, например: «1С», «Кирилл и Мефодий», «Физикон», «Медиахауз», «Просвещение-Медиа» и другие.

Существуют и достаточно широко представлены промышленностью разработки специальной электронной техники, позволяющие подключить к компьютеру различные датчики и устройства, обеспечивающие получение компьютером данных от изучаемого объекта непосредственно в ходе учебного эксперимента. В этой связи необходимо отметить разработки компании «Квазар-Микро», объединяемые общим названием МИОС (мультисервисная информационно-образовательная среда), а также информационные ресурсы, представленные на Российском образовательном портале (http://www.edu.ru).

Можно констатировать, что в нашей стране складываются теория и практика разработки и внедрения ЭОТ в образовательный процесс.

Таким образом, проблема использования современных электронных образовательных технологий, их адаптации и внедрения в образовательный процесс представляется актуальной и востребованной.

Анализ состояния проблемы использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке студентов выявил ряд противоречий:

• между требованиями государственного образовательного стандарта к качественной двухуровневой подготовке специалиста-педагога и традиционными методиками его реализации в системе непрерывного педагогического образования;

• между необходимостью перехода высшего педагогического образования на двухуровневую систему подготовки кадров в связи с современными требованиями и слабой теоретической и методической разработанностью этой проблемы в части организации процесса использования электронных образовательных технологий;

• между необходимостью создания адаптивной образовательной среды, учитывающей индивидуальные характеристики студентов, и отсутствием информационно-методического обеспечения, способного сделать эффективным функционирование данного процесса;

• потребностью образовательной практики в использовании электронных образовательных технологий в процессе обучения дисциплинам и отсутствием комплексного, систематического исследования возможностей их эффективного использования;

• позитивными потенциальными возможностями использования электронных образовательных технологий в обучении бакалавров по направлению «Физика» для решения ряда профессиональных задач и недостаточной разработанностью методик обучения с использованием электронных образовательных технологий.

Обозначенные выше противоречия определили проблему исследования, которая состоит в выявлении потенциальных возможностей современных электронных образовательных технологий в решении ряда методических проблем в процессе профессиональной подготовки бакалавров по направлению «Физика» и разработке эффективного информационно-методического обеспечения.

Тема исследования: «Электронные образовательные технологии в профессиональной подготовке бакалавров по направлению „Физика“».

Объект исследования — профессиональная подготовка бакалавров-физиков в условиях информатизации образования.

Предмет исследования — процесс использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке бакалавров — физиков.

Цель исследования — теоретически обосновать и экспериментально проверить эффективность модели использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке студентов бакалавриата по направлению «Физика».

Цель и предмет исследования позволили сформулировать гипотезу исследования: использование электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке студентов бакалавриата по направлению «Физика» будет успешным, если:

• моделировать процесс использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке;

• в процессе подготовки бакалавров-физиков с использованием электронных образовательных технологий выделить три взаимосвязанных этапа: информационный, целью которого является формирование компетенции в области использования электронных образовательных технологий для решения учебных задачпрактический, целью которого является освоение технологий создания электронных образовательных ресурсов для решения практи-ко-ориентированных учебных задач, и профессиональный, обеспечивающий приобретение бакалаврами-физиками опыта по созданию и применению электронных образовательных ресурсов для реализации профессиональной деятельности;

• выполнение студентами заданий на основе электронных образовательных технологий обеспечит систематический перенос знаний из одной изучаемой дисциплины в другую, а также активизирует профессиональную деятельность.

Для достижения поставленной цели исследования и проверки гипотезы были определены следующие задачи:

• изучить и проанализировать современные тенденции использования электронных образовательных технологий в подготовке бакалавров-физиков;

• выявить готовность студентов бакалавриата по направлению «Физика» к использованию электронных образовательных технологий;

• разработать и апробировать модель использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке бакалавровфизиков;

• разработать информационно-методическое обеспечение процесса использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке студентов бакалавриата по направлению «Физика»;

• экспериментально проверить эффективность модели использования электронных образовательных технологий в профессиональной деятельности бакалавров-физиков.

Методологическую основу исследования составили концепции: развития личности (Л.С. Выготский, В. В. Давыдов, A.B. Петровский, Д.Б. Эль-конин, И. Б. Котова и др.) — активности личности (К.А. Абульханова-Славская, Б. Г. Ананьев, A.A. Бодалев, A.B. Петровский и др.) — использования инфокоммуникационных технологий в профессиональном образовании (Е.С. Полат, Е. И. Машбиц, Ю. С. Брановский, П. И. Образцов, Т. Н. Вишнякова, А. П. Ершов, Я. А. Ваграменко и др.) — а также системный (Б.Г. Ананьев, А. Н. Леонтьев, Б. Ф. Ломов, В. П. Беспалько и др.), интегративный (Н.С Антонов, М. Н. Берулава, В. Н. Максимова, М. И. Махмутов, А. Д. Урсул и др.) подходы.

Теоретическую основу исследования составили теории: деятельности (П.Я. Гальперин, В. В. Давыдов, А. Н. Леонтьев, Д. М. Маллаев, Н. Ф. Талызина и др.) — развивающего обучения (Л.С. Выготский, П. Я. Гальперин, В. В. Давыдов, Л. В. Занков, А. Н. Леоньтьев, С. Л. Рубинштейн, Н. Ф. Талызина, Д. Б. Эльконин и др.) — личностно-ориентированного обучения (Е.В. Бондаревская, И. Б. Котова, И. С. Якиманская и др.) — профессионального образования (С.А. Архангельский, Ю. С. Брановский, Т. Г. Везиров, Г. М. Гаджиев, В. И. Горовая,.

A.Л. Денисова, Д. М. Маллаев, А. Н. Нюдюрмагомедов, А. Х. Чупанов и др.) — личности (Б.Г. Ананьев, П. Я. Гальперин, М. С. Каган, А. Г. Ковалев, А. Н. Леонтьев, К. К. Платонов, Э.С. Маркарян) — информатизации образования (Г.Н. Александров, С. А. Бешенков, Ю. С. Брановский, А. П. Ершов, Е. И. Машбиц,.

B.М. Монахов и др.) — педагогических систем и педагогических технологий (В.П. Беспалько, М. В. Кларин, Г. К. Селевко и др.) — методики обучения физике (СЕ. Каменецкий, Н. С. Пурышева, Н. В. Шаронова, A.B. Усова, Т. Н. Шамало и др.) — компьютерного обучения (Э.В. Бурсиан, Е. И. Бутиков, И. Б. Горбунова, В. А. Извозчиков, A.C. Кондратьев, В. В. Лаптев, А. И. Назаров, С. К. Стафеев, A.C. Чирцов и др.) — теории и практики разработки компьютерных учебных курсов (В.Н. Агеев, А. И. Башмаков, И. Х. Галеев, С. Г. Григорьев, Ю. Г. Древе, А. П. Зайцев, А. Ф. Кавтрев, Г. М. Нурмухамедов, A.B. Осин, О. М. Раводин, Л. А. Торгонский и др.).

Методы исследования: 1) теоретические (анализ, обобщение и интерпретация учебных программ и пособий, педагогической, философской и методической литературы) — 2) обсервационные (прямое, косвенное и включенное наблюдения) — 3) праксиметрические (анализ продуктов деятельности студентов) — 4) опросно-диагностические (анкетирование, тестирование, экспертное оценивание) — 5) экспериментальные (формирующий педагогический эксперимент) — 6) статистического анализа.

Этапы исследования. Диссертационное исследование осуществлялось в несколько взаимосвязанных этапов:

Первый этап (2007 — 2008 гг.) направлен на анализ научной и методической литературы по данной теме, рассмотрен передовой педагогический опыт по использованию новых технологий обучения в условиях современной педагогической системы, решались задачи, связанные с изучением состояния проблемы (практика подготовки студентов бакалавриата с использованием электронных образовательных технологий), разработкой гипотезы, формулированием целей и задач экспериментального исследования, составлением его плана, разработкой программы и технологии констатирующего и формирующего экспериментов, подготовкой анкет, определением контрольной и экспериментальной учебных групп.

Второй этап (2008 — 2011 гг.). На данном этапе в рамках констатирующего эксперимента были проведены беседы, анкетирование, начальное диагностирование, которые позволили установить уровень готовности бакалавров по направлению «Физика» к использованию электронных образовательных технологий. Главной задачей формирующего эксперимента была оценка эффективности обучения студентов с введением экспериментального фактора, то есть определенной технологией протекания практических и лабораторных занятий в экспериментальной группе и без введения экспериментального фактора в контрольной группе.

Третий этап (2011 — 2012 гг.) направлен на обработку, сравнение и анализ данных, полученных в результате экспериментального исследования, формулировку выводов.

Базой исследования являлся факультет физики и информационно-коммуникационных технологий ФГБОУ ВПО «Чеченский государственный университет». В эксперименте приняло участие 84 студента бакалавриата, обучающихся по специальности 11 200.62 — «Физика».

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. Представлены инновационные методы использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке студентов бакалавриата по направлению «Физика» в рамках курса «Медицинская и биологическая физика» и спецкурса «Электронные образовательные технологии в профессиональной деятельности бакалавра-физика».

2. Разработана модель использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке бакалавров по направлению «Физика», включающая: цель использования ЭОТ в профессиональной подготовкеэтапы использования ЭОТ в профессиональной подготовкеформы и методы обучения на основе ЭОТ, используемые на каждом этаперезультат эффективности использования ЭОТ в профессиональной подготовке и критерии их оценки.

3. Разработано информационно-методическое обеспечение процесса использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке бакалавров-физиков.

Теоретическая значимость исследования состоит:

• в разработке теоретико-методологических предпосылок использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке бакалавров-физиков;

• в обосновании компетентностного подхода в профессиональной подготовке бакалавров-физиков в условиях информатизации образования;

• в выявлении тенденции совершенствования профессиональной подготовки бакалавров по направлению «Физика» в процессе обучения в вузе на основе использования в учебном процессе электронных образовательных технологий;

• в разработке структурной модели использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке бакалавровфизиков.

Результаты диссертационного исследования существенно дополняют теорию и практику профессионального образования в области использования электронных образовательных технологий в контексте компетентностного подхода.

Практическая значимость исследования заключается в реализации условий эффективности использования авторского ЭУМК «Медицинская и биологическая физика» в профессиональной подготовке бакалавров-физиков, внедрении спецкурса «Электронные образовательные технологии в профессиональной деятельности бакалавров-физиков» при переподготовке учителей физики в институте повышения квалификации педагогических кадров. Предлагаемый теоретический материал может служить основой для введения электронных образовательных технологий в систему профессиональной подготовки бакалавров педагогического образования, при разработке элективных курсов для профильной школы.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается исходными методологическими положениями, их соответствием современным тенденциям развития педагогического образованияиспользованием комплекса методов, адекватных объекту, предмету, цели, задачам и логике репрезентативных данных исследованиядлительным характером эксперимента, результаты которого подтверждают эффективность теоретических выводов и проделанной практической работыопытом преподавательской деятельности диссертанта.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-методических семинарах кафедр «Методики преподавания математики и информатики» Дагестанского государственного педагогического университета и теоретической физики Чеченского государственного университета. Теоретические положения и результаты исследования внедрены в учебный процесс факультета физики и информационно-коммуникационных технологий Чеченского государственного университета, представлялись на совещаниях и конференциях: Материалы II Международной научно-практической конференции (Дербент, 2010) — Материалы Всероссийской научно-практической конференции (Грозный, 2010) — Сборник материалов III Международной научно-практической конференции (Дербент, 2011) — Научно-теоретический журнал «Экономические и гуманитарные исследования регионов» (Ростов-на-Дону, 2011) — Журнал «Ученые записки» (Баку, 2011) — Материалы II Всероссийской научно-методической конференции (Грозный, 2011) — Научно-методический журнал «Информатика и образование» (Москва, 2011) — Сборник I ежегодной итоговой конференции профессорско-преподавательского состава ЧТУ (Грозный, 2012).

Личный вклад соискателя состоит в теоретическом и практическом обосновании условия реализации электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке студентов бакалавриата по направлению «Физика».

На защиту выносятся следующие положения:

1. Инновационные методы использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке студентов бакалавриата по направлению «Физика» в рамках курса «Медицинская и биологическая физика» и спецкурса «Электронные образовательные технологии в профессиональной деятельности бакалавра-физика».

2. Модель использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке бакалавров по направлению «Физика», структура которой содержит следующие взаимосвязанные компоненты: цель профессиональной подготовки бакалавров-физиков в условиях информатизации образованияэтапы использования ЭОТ в профессиональной подготовке студентов бакалавриата по направлению «Физика»: информационный, практический, профессиональный) — формы и методы обучения ЭОТ (мультимедийные проекты, обучение в сотрудничестве, электронное «портфолио», используемые на каждом этапекритерии эффективности использования ЭОТ и их оценки (низкий, средний, высокий) — результат эффективности использования ЭОТ в профессиональной подготовке бакалавров-физиков.

3. Информационно-методическое обеспечение процесса использования электронных образовательных технологий в профессиональной подготовке бакалавров-физиков (образовательные ресурсы сети Интернет, мультимедийные ресурсы фирм «1С», «Кирилл и Мефодий», «Физикон" — электронные лекции и практические занятия, интегративные занятия с использованием мультимедийных проектов и интерактивной доски, электронное «портфолио»).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 10 работ, в том числе 2 — в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.

1. Примеры учебных задач, для решения которых во время педагогической практики (организации исследования в процессе выполнения ВКР) применялись различные инструментальные программные средства.

2. Перечень готовых электронных образовательных технологий, которые применялись в практике обучения или при организации исследования в процессе выполнения ВКР.

3. Электронные образовательные технологии, которые были разработаны студентом для реализации целей педагогической практики или соответственно теме ВКР, с обоснованием целесообразности их разработки.

4. Планы-конспекты уроков (внеклассного мероприятия), в том числе и в электронной форме, с применением различных электронных образовательных ресурсов, которые студент проводил во время педагогической практики.

5. Видеофрагменты уроков практикантов.

6. Анализ уроков с применением ЭОТ, проведенных учителем или однокурсниками.

7. Самоанализ уроков, при проектировании которых применялись ЭОТ.

8. Протоколы опросов, анкетирования, проведенных студентом во время педагогической практики с обработкой их результатов с помощью инструментальных программных средств.

9. Результаты успешности деятельности учащихся с применением ЭОТ (электронный журнал).