Дата зміни інформації: 17.04.2014

Петровська Т.Л. ЕЛЕКТРОННІ ЗАСОБИ НАВЧАННЯ З ФІЗИКИ, ЇХ ВИДИ ТА ПРИЗНАЧЕННЯ

ІV курс, фізико-математичний факультет

Вакалюк Т.А. канд. пед. наук, доцент

Житомирського державного університету імені Івана Франка

Житомир

Постановка проблеми. Сучасний світ інформаційних технологій – це безперервний потік даних, який оточує людину, впливає на її спосіб існування, метою якого є сформулювати, навчити та виховати повноцінну особистість, яка матиме можливість орієнтуватись у соціальному просторі та отримувати міцні знання [4, с. 114]. На сьогоднішній день досить швидко набуває розвитку автоматизація та комп’ютеризація різних сфер життя, зокрема освіти. З одного боку учні в сучасних школах давно користуються електронними пристроями, з іншого – процес навчання фізики у школі обмежується застосуванням лінійки, секундоміру, що дають можливість лише приблизно знайти значення фізичної величини. Але фізика наука точна, а також не можливо приймати на віру різноманітні фізичні явища. Низький рівень модернізації засобів та методів навчання з фізики призводить до зниження навчального інтересу [6, с. 121].

Стрімкий розвиток комп’ютерних технологій дає могутній поштовх для вдосконалення прикладного програмного забезпечення, що широко використовується в навчальному процесі загальноосвітніх закладів. У результаті постійного оновлення комп’ютерного оснащення та програмного забезпечення виникають більш якісні електронні засоби навчання (ЕЗН) [2, с. 26]. Також варто відмітити, що внаслідок появи мультимедійних програмних засобів докорінно змінюється не лише урок, а й розширюється кругозір учнів, завдяки поєднанню відео- та аудіо- інформації, графічних даних.

Завдяки використанню ЕЗН у навчальному процесі відбувається розвиток творчого мислення школяра, цілісний вплив навчально-виховного процесу на учня, підвищується інтерес дитини до наукової роботи, застосовується диференціальний підхід до навчання. Адже учень, сидячи перед ПК може послідовно або вибірково опрацювати теоретичний матеріал, закріпити навчальний матеріал пройдений у школі, опанувати зміст та побачити фізичні явища і процеси за допомогою ЕЗН, перевірити рівень своїх знань із конкретної теми за допомогою тестових завдань, застосувати отримані уміння та навички під час розв’язування задач, виконати віртуальну лабораторну роботу [10, с. 92] або підготуватися до виконання реальної лабораторної роботи, здобути додаткову інформацію за допомогою довідкової системи  тощо.

Метою даної статті є опис електронних засобів навчання з фізики, огляд їх класифікацій, а також їх призначення в навчальному процесі.

Аналіз останніх досліджень. Працюючи в різних сферах науки, такі учені, як С. Архангельський, Г. Атанов, Б. Гершунський, Г. Гергей, Є. Машбиць, Н. Тверезовська розглядали питання про оптимізацію процесу навчання за допомогою новітніх комп’ютерних технологій та електронних засобів навчання. Науковці прийшли до висновку, що всебічний розвиток навчального процесу відбудеться лише тоді, коли будуть застосовані всі комунікації для покращення навчального процесу, а також ними було виділено основні проблеми теорії педагогічної та інноваційних процесів у освіті. Варто відмітити, що неоцінений вклад з використання ЕЗН у освітньому процесі зробили вчені А. Єршов, В. Монахов, І. Роберт, показавши особливості особистісно-орієнтованого навчання.

Виклад основного матеріалу. Електронні засоби навчання – один із ефективних засобів для демонстрації та подальшого засвоєння фізичних явищ, що вивчаються у курсі фізики в загально освітніх школах. За допомогою ЕЗН набагато доступніше досліджувати об’єкти, фізичні явища, проводити необхідні експерименти, реальне відтворення яких ускладнюється відсутністю необхідних приладів в школах України або при їх наявності може не дати очікуваного результату. Системність і точність ЕЗН сприяє тому, що за допомогою ПК можливо змінювати налаштування та демонструвати властивості обраних об’єктів, змінювати початкові умови дослідження тощо [2, с. 29].

Електронні засоби навчання (ЕЗН) – це програмні засоби навчання спеціального призначення, основна роль яких полягає в більш детальному та наглядному викладанні навчального матеріалу та безпосередній взаємодії із здобувачем [6, с. 87]. Даний вид програмного забезпечення навчального призначення використовується для індивідуального використання учнями, адже за його допомогою покращуються вміння та навички під час засвоєння навчального матеріалу. Незаперечною, на нашу думку, перевагою ЕЗН є структурованість існуючих даних, їх чітка систематизація, наявність інформаційно-пошукової системи, що дозволяє легко зорієнтуватися учням у процесі навчання.

До безперечної переваги використання ЕЗН у навчальному процесі можна також віднести можливість забезпечувати самостійне опрацювання матеріалу. Даний вид роботи дозволяє використовувати всі види програмного забезпечення в будь-якій послідовності, оскільки школяр може скористатися не тільки довідниками електронних засобів навчання, а й пошуковими серверами мережі Інтернет.

Для того, щоб існував зворотній зв’язок між учнями та вчителем, як учасниками навчального процесу, серед ЕЗН виділяють автоматизовані тестові завдання.

Електронні засоби навчання відіграють важливу роль у сучасній освіті. Головна їх перевага в тому, що завдяки їх використанню широко популяризується використання комп’ютерної техніки. Тому, щоб досконально розібратися в можливостях ЕЗН для загальноосвітніх шкіл, необхідно виділити основні ознаки ЕНЗ, зокрема з фізики, а саме:

  • електронні начальні засоби, які призначені для подальшого розширення сучасної методики навчання та створені для підтримання умов упровадження комп’ютеризації навчального процесу з фізики;
  • електронні засоби навчання як система інформаційного навчання, що застосовується як інструмент поєднання комп’ютерного забезпечення, інформаційного оснащення та мультимедійних засобів.

До питання класифікації ЕЗН звертались багато вчених, зокрема М. Лапчик, Є. Машбіц, Є. Полат, М. Шишкіна. Проаналізувавши наукову літературу, ЕЗН можна класифікувати наступним чином (див. рис. 1.).

4к

Рис. 1. Види електронних засобів навчання

У даній класифікації серед електронних засобів навчання з фізики можна виділити дві основні групи:

  • електронні засоби навчання з елементами штучного інтелекту (цілісна система, яка виконує дії в деякій предметній галузі методом надання послідовних завдань, викладення пояснень до них, перевірки помилок отриманого рівня знань);
  • електронні засоби навчання, які не потребують штучного інтелекту (на противагу першій групі, дана категорія засобів не займається моделюванням діяльності учнів, не потребує обробки інформації та конструктивної взаємодії, вона лише подає інформацію, якою легко скористатися та отримати інформацію) [3, 6, 9, 10, 11].

Кожна із запропонованих груп ЕЗН з фізики має свої різновиди, категорії та підкатегорії. Розглянемо детальніше кожен із них. Електронні засоби навчання з елементами штучного інтелекту поділяються на дві категорії:

  1. Інтелектуальні системи навчального призначення (проводять перевірку рівня знань школяра, аналізують допущені помилки, надають пояснення для виправлення помилок та неточностей, проводять оцінювання рівня знань учня), які в свою чергу можна розділити на:
  • експертні системи навчального призначення (системи, які надають в певній послідовності навчальні завдання, приводять пояснення до них, аналізують помилки учня та визначають їх рівень знань), які поділяємо на:
  • систему навчального діалогу (існує певна система завдань, на які треба відповісти учневі, в результаті відповіді буде видно наскільки точно школяр володіє та оперує поняттями з даної теми);
  • систему доведення теорем (система розрахована на розв’язування елементарних задач з теми з застосуванням теорем, в результаті чого можна вивести аксіоми, наслідки тощо);
  • проблемно-орієнтовану систему (система допомагає у вирішенні задач, які потребують заздалегідь складеного алгоритму або схеми розв’язання, в разі чого кожна схема веде до ще однієї підсхеми, і розв’язання задачі поетапно планується).
  • інтелектуальні системи контролю знань (програма містить набір знань, правил, положень, тому в процесі проведення контролю знань якщо учень володіє знаннями з цієї теми, то вони можуть слугувати для повторення навчального матеріалу);
  •  інтелектуальні тренажери (системи призначені для розв’язування задач, що потребують процедурні знання у вигляді плану або ситуаційного характеру);
    • навчальні бази знань (інформаційна база, в якій збираються, зберігаються, шукаються та видаються певні дані);
  1. Моделюючі середовища (створення мікросвіту дозволяє вивчити окремий розділ курсу, дана система висвітлює учневі деякі процеси для структурного створення самостійної моделі, явища або предмета);

Розглянемо другу групу електронних засобів навчання, які не потребують штучного інтелекту. До їх складу входять:

  1. Мультимедійні довідники та енциклопедії (набір наукових відомостей і довідок на різні теми курсу, призначені для розширення та поглиблення даних із певного навчального предмету).
  2. Засоби контролю знань (система тестів та задач на різних рівнів складності з різним тем розділів).
  3. Навчальні бази даних (систематизований набір даних, призначений для використання учнями в процесі навчання).
  4. Інтелектуальні інтерактивні середовища (система тестових завдань, деталізоване пояснення матеріалу, діагностика помилок учня під час виконання контрольних тестів).
  5. Віртуальні лабораторії (система, що містить в собі демонстрації з курсу, пояснення та імітаційні моделі проведення лабораторних робіт, що дозволяє передбачити результати та перевірити математично їхню достовірність).

У результаті дослідження було виявлено, що основні види електронних засобів навчання з фізики, зокрема засоби з елементами штучного інтелекту, класифікуються відповідно до типів діяльності учнів.

Завдяки ЕЗН у процесі навчанні з фізики можливо досягнути поставлених цілей та перспективних результатів проведених досліджень. Тому необхідно виділити основні переваги та недоліки використання ЕЗН у процесі навчання з курсу фізики.

Перевагами використання ЕЗН у навчальному процесі навчання фізики є:

  • підвищення інтересу до фізичних експериментів та фізики як науки загалом, отримання фундаментальних знань з курсу;
  • удосконалення проведення демонстраційного експерименту, унаочнення складних фізичних явищ та процесів;
  • отримання ілюстрацій поетапної демонстрації фізичного явища, демонстрація деталей експерименту, що важко помітити неозброєним оком;
  • застосування диференційованого підходу для навчання учнів, зокрема вибір групового та індивідуального підходу до навчання;
  • підвищення інтересу до предмету та розвиток творчого мислення учня на уроці;
  • створення сприятливої психологічної обстановки на уроці;
  • оптимізація роботи вчителя;
  • проведення оригінальних уроків;
  • керування навчальною діяльність учнів.
  • Недоліками використання ЕЗН у навчальному процесі фізики, на нашу думку, є:
  •  підвищена робота за ПК;
  • швидка втомлюваність очей;
  • загроза втрати відчуття між реальним та віртуальним світом, між природним явищем та спроектованою фізичною моделлю;

Отже, впровадження електронних засобів навчання у навчальний процес при викладанні фізики в загальноосвітніх закладах є безперечно корисною справою. Адже крім високих показників якісного засвоєння навчального матеріалу, в учнів підвищується настрій, інтерес до вивчення предмету. Це дає змогу підвищувати ефективність навчання шляхом оптимізації та інтенсифікації навчально-виховного процесу, враховуючи індивідуальні особливості учнів.

Список використаних джерел

  1. Атанов Г. А. Деятельностный подход в обучении / Атанов Г.А. – Донецк: ЕАИ-Пресс, 2001.
  2. Барышникова М. Ю. Единая образовательная коллекция. Первый шаг в общество знаний // Учебные материалы нового поколения. Опыт проекта «Информатизация системы образования» (ИСО). ‑ М. : Роcсийская политическая энциклопедия (РОССПЭН), 2008. – С. 28-40.
  3. Биков В. Ю. Моделі організаційних систем відкритої освіти. – Київ: Атіка, 2009. – 684 с.
  4. Бургин М. С. Деятельностные аспекты научной теории / Бургин М. С., Кузнецов В. И. // Рациональность, рассуждение, коммуникация. – Киев: Наукова думка, 1987. – С. 126-141.
  5. Гончаров В. С. Основы проектирования когнитивного развития школьников: Монография / Гончаров В.С. – Курган: Изд-во Курганского ун-та, 2005. – 195 с.
  6. Гриценко В. И. Дистанционное обучение: теория и практика / Гриценко В.И., Кудрявцева С.П., Колос В.В., Веренич Е.В. – Киев: Наукова думка, 2004. – 375 с.
  7. Жук Ю. О., Шишкіна М. П. Електронний підручник та проблема систематики комп’ютерно-орієнтованих засобів навчання // Нові технології навчання. – 2000. – Вип.25. – С.44-49.
  8. Комп’ютерно-орієнтовані засоби навчання математики, фізики, інформатики / Жалдак М. І., Лапінський В. В., Шут М. І. – Київ: Дініт, 2004.
  9. Вакалюк Т. А. Можливості використання хмарних технологій в освіті / Т. А. Вакалюк // Актуальні питання сучасної педагогіки. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції (м. Острог, 1-2 листопада 2013 року). – Херсон : Видавничий дім «Гельветика», 2013. – C. 97–99.
  10. Петровская Т.Л., Вакалюк Т.А. Компьютерное моделирование физических процессов в курсе общей физики / Т. А. Вакалюк, Т. Л. Петровская // Вестник Тульского государственного университета. Серия: Современные образовательные технологи в преподавании естественнонаучных дисциплин. – Вып. 12. – Тула : Изд-во ТулГУ, 2013. – С. 90–96.
  11. Вакалюк Т. А. Использование облачных технологий для создания интернет-опросов / Т. А. Вакалюк // Информационно-технологическое обеспечение образовательного процесса современного университета [Электронный ресурс] : сб. докл. междунар. интернет-конф., Минск, 1–30 нояб. 2013 г. – Минск, 2014. – С. 223-234. – Режим доступу до журн. : http://elib.bsu.by/handle/123456789/89683.

Добавить комментарий