В качества примера приведем задания к лабораторной работе «Определение отношения теплоемкостей для воздуха методом Клемана - Дезорма», ограничившись заданиями на этапе подготовке к работе.
1. Какой процесс называют адиабатным? Приведите примеры.
2. Что такое степени свободы, какие они бывают, от чего зависит их число у молекул газа?
3. Запишите и прокомментируйте уравнение Пуассона. Как определяется показатель адиабаты через теплоемкости? Через число степеней свободы?В данной работе?
4. На чем основан метод Клемана - Дезорма? В чем его сущность?
5. Что представляет собой воздух? Каким должен быть показатель адиабаты для воздуха при нормальных условиях?
Уже на этом этапе студенты осознают, что воздух - смесь газов преимущественно двухатомных, и им в процессе выполнения данной работы предлагается в этом убедиться, получив значение показателя адиабаты 1,4.
Для оценки эффективности методики проведения лабораторного практикума студенты экспериментальной (48 студентов) и контрольных групп (60 студентов) распределялись по трем выделенным уровням знаний, навыков и умений, необходимых для планирования, проведения эксперимента и обработки его результатов (2012-2014 гг.). При одинаковом уровне знаний, умений и навыков на начальном этапе эксперимента на завершающем этапе (в конце второго семестра изучения физики) студенты экспериментальных групп демонстрировали более высокие результаты X2 = 7,81 при х2кр = 5,99, что позволяет признать описанную выше методику более эффективной в сравнении с традиционной [6].
В настоящее время информатизация рассматривается как одно из наиболее эффективных направлений модернизации образования. Подготовка современных электронных изданий и их использование в учебном процессе является неотъемлемой частью информатизации сферы образования. Особое внимание уделяется созданию электронных учебно-методических комплексов (ЭУМК) в аспекте их системного применения в процессе обучения школьников и студентов. Различным вопросам разработки и использованию в образовательном процессе ЭУМК посвящено огромное количество исследований как отечественных [17-22 и др.], так и зарубежных ученых [23; 24 и др.].
Идея разработки электронных учебно-методических комплексов заложена в гипотезе исследования Ю. А. Винницкого, получившей экспериментальное подтверждение. «Если... сформировать учебно-методический комплекс, включающий в себя не только программный продукт, но и методические материалы для учителя, рабочие тетради и другие дидактические материалы для школьника, соответствующие требованиям современной школы. то это позволит. повысить эффективность процесса обучения при существенном упрощении процессов адаптации педагогических кадров к использованию новых информационных технологий» [21].
В период 2008-2019 гг. нами были созданы с учетом специфики использующейся технологии, определенных образовательных целей и задач разные по содержанию, структуре и предназначению электронные учебно-методические комплексы как для студентов и преподавателей, так и для школьников [25; 26 и др.]. Данные электронные учебно-методические комплексы в совокупности и составляют единый электронный, многоуровневый физико-технологический учебно-методический комплекс. Совместно с электронными продуктами в образовательной деятельности используются печатные издания (учебники, справочники), включая широкий спектр авторских: конспекты лекций, сборники задач, контрольных и самостоятельных работ, индивидуальных домашних заданий.
Электронные учебно-методические комплексы объединяют в общей электронной оболочке достаточно широкий спектр электронных образовательных ресурсов (учебные и учебно-методические пособия, справочники, интерактивные модели и стенды, видеоролики, Flash-презентации и так далее). Универсальный многоуровневый физико-технологический учебно-методический комплекс (УМ Ф-Т УМК) состоит из трех основных блоков: 1) физика 7-9 (УМК в двух частях [26]); 2) физика 10-11 (предназначен для учащихся 10-х и 11-х классов, студентов СПО, включающий 7 УМК: «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика», «Электричество», «Магнитное поле. Электромагнитная индукция», «Механические и электромагнитные колебания и волны», «Оптика. Элементы СТО», «Элементы квантовой, атомной и ядерной физики»); 3) физика для студентов технических направлений подготовки (УМК «Сборник интерактивных материалов для мультимедийной поддержки занятий по физике» [25]) и дополнительных электронных образовательных ресурсов [27; 28 и др.], печатных учебных и учебно-методических пособий, методических указаний и рекомендаций.
Электронные УМК, в частности УМК второго блока, состоят из титульной страницы с аннотацией и одной-двух стартовых страниц, на которых представлены презентации занятий (в форматах PowerPoint и Flash) с уже интегрированными интерактивными объектами (демонстрации, стенды, рисунки и т. д.), учебными видеороликами, учебнометодическими материалами (вопросы и ответы к ним, тестовые задания, задачи, обобщающие таблицы), конспекты занятий в двух вариантах (для учителя и ученика), дифференцированные индивидуальные домашние задания, включающие справочные материалы в двух вариантах (для учителя с решениями и ученика), поурочные домашние задания, опорные конспекты, основной учебник, дополнительные учебные видеоматериалы.
Для использования материалов, содержащихся в комплексах, в частности интерактивных моделей, не требуется, что существенно, подключения ПК к сети Интернет. Наличие электронной почты у преподавателя и обучающихся, Skype и оборудования для видеосвязи позволяет осуществлять и дистанционное обучение. Причем в отличие от широко используемой для дистанционного обучения системы Moodle, с немалым перечнем преимуществ (как правило, в системе Moodle имеются выставленные ограничения по объему загружаемых файлов, часто бывают сбои в работе, связанные с подключением к сети). Для вставки swf- файлов и создания Flash-презентаций из PowerPoint использовалось ПО iSpring. Для технической переработки содержимого электронных учебно-методических комплексов широко применялись Adobe Acrobat XI Pro (очень мощный конвертер, с широким диапазоном содержимого); FlippingBook Publisher Professional (программа для создания электронных изданий с реалистичным эффектом листающихся страниц и рядом дополнительных преимуществ). При создании электронных оболочек - разные программы, в том числе AutoPlay Menu Builder. В последних версиях электронных комплексов заложена в том числе возможность использования ресурсов сети Интернет (введены активные ссылки на различные образовательные ресурсы).
Описанная технология использовалась в образовательном процессе Юргинского технологического института Томского политехнического университета (ЮТИ НИ ТПУ) в процессе подготовки студентов технических направлений подготовки, на подготовительных курсах в работе с абитуриентами, в учебном процессе общеобразовательных школ. Технология позволяет достичь высоких результатов не только в формировании предметных и общеучебных знаний, умений и навыков, комплекса профессиональных компетенции, но и в развитии личностных качеств обучающихся.
Известно, что продуктивность урока определяется качеством подготовки учителя к уроку. При этом важнейшей составляющей является развернутый план-конспект каждого конкретного занятия. Поурочные планы в совокупности (по всему курсу) характеризуют стиль работы преподавателя, а их изменение и обогащение из года в год демонстрирует развитие профессионального мастерства. Сегодня, к сожалению, подготовка и использование в процессе преподавания план-конспектов не являются обязательными требованиями. Тем не менее понимание необходимости тщательной, всесторонней подготовки к каждому занятию для реализации качественного образовательного процесса в педагогическом сообществе есть. Использование взятых в сети готовых разработок уроков не решает проблемы. Из опроса молодых специалистов, работников образования следует, что:
• качественная подготовка к занятию, написание план-конспекта занимает в несколько раз больше времени отведенного на само занятие;
• аудиторная нагрузка большинства составляет, как правило, 1,5 и более ставок, к предстоящим занятиям полноценно подготовиться не всегда удается;
• подготовленных за время обучения в вузе учебно-методических материалов оказывается недостаточно для работы учителя-предметника;
• систематические перегрузки и недостаток свободного времени - одна из главных причин ухода молодых специалистов из образования.
Студенты вузов отмечают, что многие преподаватели из года в год используют конспекты лекций, написанные десятилетия назад. Достаточно часто информация, полученная на таких лекциях, оказывается неактуальной и устаревшей. Электронный УМК, включающий поурочные разработки занятий, позволяет оперативно их корректировать, дополнять, изменять.
Заключение
Таким образом, перспективной видится разработка и внедрение в образовательный процесс педагогических вузов курса по созданию в процессе обучения студентами (физиками, химиками, биологами) электронных УМК, содержащих поурочные разработки, что позволило бы успешно не только формировать широкий спектр профессиональных компетенций будущих учителей, но и способствовать их быстрой и успешной адаптации в их профессиональной среде.
образование физика самостоятельный учебный
Список литературы
1. Дистервег А. Избр. пед. соч. М., 1956. 378 с.
2. Рубакин Н. А. Как заниматься самообразованием. М.: Советская Россия, 1962. 129 с.
3. Лысенкова С. Н. Методом опережающего обучения: кн. для учителя. Из опыта работы. М.: Просвещение, 1988. 192 с.
4. Полицинский Е. В., РумбештаЕ. А. Активизация познавательной деятельности студентов на лекционных занятиях // Вестн. Томского гос. пед. ун-та. 2011. Вып. 6 (108). C. 37-40.
5. Полицинский Е. В., Румбешта Е. А. Реализация деятельностного подхода в процессе обучения школьников решению физических задач // Вестн. Томского гос. пед. ун-та. 2006, Вып. 6 (57). C. 164-168.
6. Полицинский Е. В. Организация учебной деятельности студентов по подготовке и выполнению лабораторных работ по физике // Инженерное образование. 2017. № 22. С. 165-172.
7. Полицинский Е. В. Обучение школьников решению физических задач на основе деятельностного подхода: автореф. канд. пед. наук. Томск, 2007. 22 с.
8. Полицинский Е. В. Методика обучения решению задач по физике: реализация деятельностного подхода в процессе обучения школьников и студентов решению физических задач: моногр. Saarbrьcken: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, Germany, 2012. 274 с.
9. Данильчук В. И. Гуманитаризация физического образования в школе. (Личностногуманитарная парадигма): моногр. Волгоград: Перемена, 1996. 185 с.
10. Politsinsky E. V, Demenkova L G. The Organization of the Training of Technical College Students Using Practice-Oriented Tasks // Asian Social Science. 2015. Vol. 11. No. 1. P 187-192.
11. Новиков Д. А. Статистические методы в педагогических исследованиях (типовые случаи). М.: МЗ-Пресс, 2004. 67 с.
12. Hirvonen P. E., Viiri J. Physics student teachers' ideas about the objectives of practical work // Science & Education. 2002. Vol. 11, Iss. 3. P. 305-316.
13. Hofstein, A., Lunetta V. N. The laboratory in science education: Foundations for the twentyfirst century // Science & Education. 2004. Vol. 88, Iss. 1. P. 28-54. DOI: 10.1002/ sce.10106.
14. Trumper R. The Physics laboratory A historical overview and future perspectives // Science & Education. 2003. Vol. 12, Iss. 7. P. 645-670.
15. Ojediran I. A., Oludipe D. I., Ehindero O. J. Impact of laboratory-based instructional intervention on the learning outcomes of low performing senior secondary students in physics // Creative Education. 2014. Vol. 5, No. 4. P. 197-206. DOI: 10.4236/ce.2014.54029.
16. Ермакова Е. В. Организация и проведение лабораторных занятий по курсу общей физики в педагогических вузах с использованием задачного метода: дис. ... канд. пед. наук: Челябинск, 2003. 232 c.
17. Агеев Н. В., Древс Ю. Г. Электронные издания: концепции, создание, использование. М.: МГУП, 2003. 236 с.
18. Архипова А. И., Кочубей И. В., Иус Д. В. Концептуальные подходы к созданию УМК нового поколения / Кубанский государственный университет. URL: http://www. ieeetclt.org/icalt2002/proceedings/t416_icalt166_End.pdf (дата обращения: 16.02.2017).
19. Беспалько В. П. Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия). М.: Изд-во Моск. психол.-социал. ин-та; Воронеж: НПО «МОДЭК», 2002. 352 с.
20. Макаров А. В. Учебно-методический комплекс: модульная технология разработки: учеб.-метод. пособие. Минск: РИВШ, БГУ 2002. 118 с.
21. Винницкий Ю. А. Принципы создания и использования интерактивных электронных учебных курсов на основе мультимедийных технологий (на примере курса физики 7-11 классов): автореф. дис. ... канд. пед. наук. М.: Ин-т содержания и методов обучения Российской академии образования, 2006. 24 с.
22. Воробьев В. А., Сосновский О., Филипцов А. М. Электронный учебно-методический комплекс: разработка и использование в учебном процессе // Высшая школа. 2011. № 1. С. 38-43.
23. Dengler R. Computers in Physics education general aspects and examples of hardand software // Oblak S. et al. (eds.) Proceedings of New Ways of Teaching Physics GIREP/ ICPE. Ljubljana, 1996.
24. Winn W. A conceptual basis for educational application of virtual reality. 1996. URL: http://www.hitl.washington.edu/projects /learning_center/ (дата обращения: 15.09.2019).
25. Полицинский Е. В. Сборник интерактивных материалов для мультимедийной поддержки занятий по физике. ЮТИ ТПУ, 2013. 2,92 Гб.
26. Электронный учебно-методический комплекс «Физика 7-9» в 2 ч. / сост. Е. В. Полицинский, А. А. Бодягина. Юрга, 2016. Ч. I (для учителя) 2,76 Гб; часть II (для ученика) 1,02 Гб.