Долгая Татьяна Игоревна. Мультимедийные технологии в коллективной форме работы учащихся при обучении физике на основе применения электронной интерактивной доски

brief description

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
Долгая Татьяна Игоревна
МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОЛЛЕКТИВНОЙ ФОРМЕ РАБОТЫ УЧАЩИХСЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ (НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ)
13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор Н.В. Шаронова
Москва 2010
СОДЕРЖАНИЕ
Введение................................................................................................... 5
Глава I. Мультимедийные технологии в организации учебного процесса по физике............................................................................................................... 20
1.1. Коллективная познавательная деятельность учащихся в системе организационных форм обучения................................................ 20
1.2. Психолого-педагогические аспекты применения мультимедийных технологий в обучении физике............................................................................ 32
1.3. Интерактивность в процессе обучения физике............................. 42
Выводы по I главе................................................................................... 48
Глава II. Теоретические основы методической системы применения мультимедийных технологий на базе электронной интерактивной доски в коллективной форме работы учащихся при обучении физике........... 50
2.1. Электронная интерактивная доска как современное средство обучения 51
2.2. Дидактические информационные средства для электронной интерактивной доски 76
2.3. Психолого-педагогические основы и модель методической системы применения мультимедийных технологий на базе ЭИД в коллективной форме работы учащихся при обучении физике................ 98
2.4. Планирование учебного процесса с использованием дидактических информационных средств для электронной интерактивной доски 108
Выводы по П главе................................................................................ 118
III глава. Методика создания и применения дидактических информационных средств с использованием мультимедийных технологий для электронной интерактивной доски........................................... 121
3.1. Методика подбора цифровых образовательных ресурсов и видеоприложений для создания дидактических средств для
электронной интерактивной доски........................................................ 122
3.2. Методика создания дидактических информационных средств для электронной интерактивной доски..................................................................... 129
3.3. Методика применения дидактических информационных средств
для электронной интерактивной доски на различных этапах урока 144
3.4. Методика применения дидактических информационных средств для электронной интерактивной доски при проведении учебного физического эксперимента...................................................................... 160
3.5. Методика применения дидактических информационных средств для электронной интерактивной доски при обучении решению задач 172
Выводы по III главе..................................................................................... 183
Глава IV. Экспериментальное обоснование методической системы применения мультимедийных технологий на базе электронной интерактивной доски в коллективной форме работы учащихся при
обучении физике........................................................................................ 185
4.1. Общая характеристика экспериментального исследования............ 185
4.2. Констатирующий этап педагогического эксперимента.................... 187
4.3. Поисковый этап педагогического эксперимента.............................. 194
4.4. Обучающий этап педагогического эксперимента............................ 203
Выводы по IV главе................................................................................ 222
Заключение................................................................................................ 223
Литература............................................................................................ 225
Приложения............................................................................................... 238
з

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

1.

ДИС

- дидактическое информационное средство

2.

дпм

- дидактические печатные материалы

3.

ит-

информационные технологии

4.

ммт

' - мультимедийные технологии

5.

тсо

- технические средства обучения

6.

УФЭ

- учебный физический эксперимент

7.

ЦОР

- цифровые образовательные ресурсы

8.

эид

- электронная интерактивная доска

9.

эк-

электронный конспект

ВВЕДЕНИЕ
Информационный век проявляет и определяет себя в новых наукоемких технологиях, социальных, экономических и геополитических изменениях. Прогресс информационных технологий оказывает существенное влияние на все виды человеческой деятельности, в том числе на расширение традиционных методов научного исследования и трансляции научного знания.
Информатизация образования рассматривается в России как одно из главных направлений модернизации всей образовательной системы, как необходимое условие и важнейший этап информатизации страны в целом.
С 90-х годов XX века в России начинается активный процесс всеобщей информатизации общества и информатизации образования, в частности. На сегодняшний день стало очевидно, что информатизация образования — это не только установка компьютеров в школы или подключение их к сети Интернет. Это качественное изменение содержания, форм и методов работы с учащимися в конкретной предметной области. Подобное качественное изменение содержания образования возможно только при полноценном использовании личностно-ориентированных технологий.
В настоящее время возникала необходимость в создании информационной образовательной среды, в частности, при обучении физике. Компьютер при этом может выступать и как средство обучения, и как инструмент моделирования реального мира.
Применение в учебном процессе мультимедийных технологий (ММТ), в которых значительная часть управления познавательной деятельностью учащегося осуществляется через специально разработанные мультимедийные средства, требует не только наличия технических средств, но и средств методической поддержки учителя для эффективного использования в учебном процессе новейших образовательных технологий.
В связи с всеобщей информатизацией образования и быстрым развитием новых технических средств обучения (ТСО) назрела необходимость методического анализа дидактических возможностей, открывающихся перед учителем, использующим современные информационные технологии.
Значительный вклад в развитие теоретических основ применения
компьютера и ММТ в учебном процессе внесли работы Н.В. Апатовой,
«
В.П. Беспалько, В.М. Монахова, C.B. Панюковой, Е.С. Полат, И.Э. Роберт, М.Д. Роблиер, В.В. Рубцова, Б.Е. Стариченко, Г.М. Шампанер и др. [8, 13, 95, 104, 114, 123, 124, 129, 151, 176 и др.]. Психологические вопросы применения компьютера в образовании изучались Е.И. Машбицем, Н.Ф. Талызиной, O.K. Тихомировым и др. [90, 155, 159 и др.]. Вопросам теории и методики применения компьютеров в обучении физике посвящены исследования И.М. Богдановой, H.H. Гомулиной, A.A. Ездова, В.А. Извозчикова, Т.В. Ильясовой, A.C. Кондратьева, В.В. Лаптева, A.B. Смирнова и др. [15, 33, 41,49, 69, 143 и др.].
Как показывает современная педагогическая практика, компьютер в образовательном процессе используется:
1) для административного управления педагогическим процессом;
2) для научно-исследовательской работы, проведения различных математических расчетов и т.п.;
3) как объект изучения, для проведения занятий по информатике, компьютерным технологиям;
4) для повышения качества обучения по различным учебным предметам, а также в профессиональной подготовке будущего учителя.
Наиболее интересным с педагогической точки зрения является последнее направление. На констатирующем этапе педагогического эксперимента установлено, что учителя одобряют идею использования компьютера не только как иллюстративного, но и как полифункционального средства обучения физике, но при этом отмечают затруднения, связанные с отсутствием соответствующей методики (гл.1У, п.2).
С появлением технологии мультимедиа повысились дидактические возможности предъявления различного вида информации в процессе обучения, стали возможны сочетания звука и изображения- эффекты моделирования, интерактивная работа в диалоговом режиме, различные манипуляции с графикой и текстом.
Констатирующий этап педагогического эксперимента показал, что и учителя, и учащиеся, считая необходимым применение современных ММТ в преподавании, в то же время отмечают преобладание традиционной формы обучения и большую значимость коллективной познавательной деятельности, так как обучение на уроке обязательно включает коллективную форму работы и одной из задач учителя является организация коллективной познавательной деятельности учащихся. А при наличии в кабинете одного компьютера важной становится задача определения принципов его применения как обучающего средства для организации коллективной познавательной деятельности учащихся.
Значительный интерес представляет изучение влияния ММТ на развитие личности обучающегося, компьютер может стать инструментом в развитии образного, вербального, интуитивного и других видов мышления учащегося. Овладение учащимися информационными технологиями (ИТ) и использование их в учебной деятельности, представлении ее результатов становятся необходимостью.
ММТ в значительной мере расширяют возможности учителя в аудиовизуальном представлении информации, позволяют объединять в интерактивном режиме обычную информацию, графику, звук, движущиеся изображения. При этом современная педагогическая парадигма, опирающаяся на деятельностный подход и учитывающая необходимость развития методов активного обучения, обосновывает потребность в применении интерактивных технологий в образовании, когда пользователь сам может активно участвовать в процессе обучения.
ММТ обеспечивают возможность аудиовизуального представления учебного материала и интерактивного взаимодействия с информацией. Аудиовизуальный аспект наиболее ярко проявляется в коллективной форме
< I
работы учащихся на уроках физики, а интерактивный- в индивидуальной
7
форме работы учащихся, когда ученик отвечает на вопросы, выполняет виртуальные лабораторные работы, осуществляет переходы к теоретическому или историческому материалу, меняет параметры при работе с компьютерными моделями и т.п.
В настоящее время в процесс обучения интенсивно внедряются технические средства обучения, взаимосвязанные с компьютерной техникой, — электронные интерактивные доски (ЭИД). ЭИД - большой экран, на который выводится информация с компьютера, видеомагнитофона, DVD- проигрывателя, а также позволяющий делать пометки, писать, рисовать и сохранять всю информацию в памяти компьютера.
Вопросам применения ЭИД в образовании посвящены работы JI П. Бельковец, К. Волкова H.H. Гомулиной, C.B. Кувшинова, A.B. Парфеновой, E.JI. Рачевского, И. Рогожкина, Д.Ю. Усенкова, Е.И. Ярославцевой, S. Hennessy, R. Deaney, К. Ruthven, M. Winterbottom и др. [12, 20, 31, 73, 105, 120, 125, 164, 190, 191 и др.]
ЭИД, сочетающая в себе свойства обычной доски и экрана для вывода информации, может позволить качественно изменить подход к использованию ММТ в коллективной форме работы учащихся при обучении физике, а именно использовать в коллективной познавательной деятельности и аудиовизуальную составляющую технологии, и интерактивную. Это позволит сочетать преимущества ММТ с достоинствами коллективной формы обучения. Данные, полученные в ходе констатирующего этапа педагогического исследования, свидетельствуют о том, что на современном этапе в общеобразовательной школе назрела необходимость создания учебно-методического обеспечения применения ММТ в коллективной форме работы учащихся при обучении физике на основе электронной интерактивной доски.
Анализ научно-методических исследований и состояния школьного физического образования позволяет говорить о существовании противоречий:
• между возможностями информационных компьютерных технологий
: ' ' ! ' 8
в организации коллективной познавательной деятельности учащихся и отсутствием методики применения ММТ, реализующей эти возможности при обучении физике;
• между преобладающей в настоящее время методикой применения ММТ для иллюстрации объяснения учителя (в условиях наличия в кабинете физики одного компьютера) и необходимостью организации коллективной познавательной деятельности учащихся на уроках физики.
Это делает актуальной тему исследования «Мультимедийные технологии в коллективной форме работы учащихся при обучении физике (на основе применения электронной интерактивной доски)».
Проблема исследования состоит в решении вопроса, как применять современные ММТ на основе электронной интерактивной доски в обучении физике, чтобы реализовать совокупность аудиовизуальных и интерактивных возможностей ММТ в коллективной форме работы учащихся для повышения качества физического образования.
Цель исследования состоит в теоретическом обосновании и разработке методической системы применения ММТ на базе ЭИД в коллективной форме работы учащихся при обучении физике.
Объектом исследования является процесс обучения физике в школе.
Предметом исследования является применение современных ММТ на базе ЭИД в коллективной форме работы учащихся при обучении физике.
В ходе исследования была сформулирована гипотеза исследования: если создавать интерактивные дидактические информационные средства с использованием ММТ для электронной интерактивной доски и применять их в рамках методики, сочетающей возможности компьютерной визуализации учебного материала, принципы интерактивного обучения и достоинства коллективной формы работы учащихся при обучении физике,
то это повысит качество знаний учащихся, будет способствовать развитию информационных и коммуникативных умений учащихся, повысит мотивацию учащихся к изучению физики, а также будет способствовать интенсификации процесса обучения.
Исходя из сформулированной гипотезы, для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:
1) изучить состояние проблемы использования ММТ в образовании в целом, а также их применения в коллективной форме работы учащихся на уроках физики;
2)

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе теоретико-экспериментальной работы подтвердилась выдвинутая гипотеза исследования, решены поставленные задачи, получены выводы и результаты, вносящие определенный вклад в развитие теории и методики обучения физике.
1. Проведенный анализ научно-методической и психолого- педагогической литературы по теме исследования, а также обобщение собственного педагогического опыта и опыта работы учителей показали целесообразность применения ММТ на базе ЭИД в коллективной форме работы учащихся при обучении физике для сочетания возможностей аудиовизуальной поддержки урока, достоинств интерактивного обучения и преимуществ коллективной познавательной деятельности.
2. Разработана модель методической системы применения ММТ на базе ЭИД в коллективной форме работы учащихся при обучении физике, включающая цели учителя - организатора коллективной познавательной деятельности, и учащегося - субъекта процесса обучения; опирающаяся на системный, деятельностный и личностно-ориентированный подходы к обучению; определяющая содержание и представляющая организацию учебного процесса как создание ДИС для ЭИД и применение ДИС для организации коллективной познавательной деятельности учащихся при обучении физике; предполагающая получение следующих результатов: повышение качества знаний учащихся, развитие информационных и коммуникативных умений, повышение мотивации учащихся к изучению физики, а также интенсификация процесса обучения.
3. Определены принципы создания и эффективного применения ДИС в коллективной форме работы учащихся при обучении физике: связи обучения с жизнью, научности, доступности, систематичности, преемственности, наглядности, мотивационной стимуляции, педагогической технологичности; и специфические дидактические принципы, обусловленные использованием преимуществ ММТ: принцип адаптивности, интерактивности обучения,
223
реализации возможностей компьютерной визуализации учебной информации, развития интеллектуального потенциала обучающегося, обеспечения полноты и непрерывности дидактического цикла обучения, универсальности и вариативности.
4. Определены дидактические требования к ДИС для ЭИД для обучения физике: соответствия содержанию обязательного минимума физического образования и вариативного превышения этого минимума; обеспечения условий для организации коллективной познавательной деятельности; интерактивности в различных видах познавательной деятельности; единства обучающей и контролирующей функций; универсальности, вариативности и дифференцированности заданий; соответствия возможностям учащихся и создания условий для индивидуального роста.
5. Разработана методика создания ДИС для ЭИД с использованием ММТ учителем в соответствии с дидактическими целями урока и с учетом собственного стиля преподавания.
6. Разработана методика применения ДИС для ЭИД в коллективной форме работы учащихся на различных этапах уроков физики, при проведении учебного физического эксперимента, при обучении решению задач
7. Экспериментально апробирована методическая система применения ММТ на базе ЭИД в коллективной форме работы учащихся при обучении физике, выявлено положительное влияние разработанной методической системы на повышение качества знаний по физике, формирование информационных и коммуникативных умений, повышение мотивации учащихся, а также на интенсификацию процесса обучения.
В дальнейшем целесообразно исследовать влияние применения ММТ на базе ЭИД в коллективной форме работы учащихся при изучении физики не только на базовом, но и на профильном уровне, в проектно-исследовательской работе учащихся, в образовательных учреждениях различных видов. Целесообразна разработка программы формирования готовности будущих учителей физики к применению ЭИД в профессиональной деятельности.