Проблемы использования дистанционных курсов по физике для студентов технических специальностей

Размещено на http://allbest.ru

Сибирский университет науки и технологий

Проблемы использования дистанционных курсов по физике для студентов технических специальностей

О.А. Кудрявцева, О.Ю. Маркова

г. Красноярск, Россия

Аннотация

Разработаны дистанционные курсы по физике, которые содержат различные элементы: программы дисциплины, рейтинг-планы, лекции, индивидуальные задания, виртуальные лабораторные работы, тесты. Дистанционные курсы имеют ряд преимуществ перед разработанными электронными учебно-методическими комплексами дисциплины (ЭУМКД), которыми пользовались студенты очной формы обучения. Такая форма обучения в вузе, сочетающая занятия в аудиториях и дистанционное обучение, особенно для студентов, обучающихся на инженерных специальностях, имеет ряд преимуществ перед традиционным обучением, но при этом возникает ряд проблем.

Ключевые слова: дистанционное обучение, традиционное обучение, виртуальные лабораторные установки, тесты, система Moodle, вебинар.

Abstract

Problems of using distance courses in physics for students with technical majors

Kudryavtseva O.A., Markova O.Yu. Reshetnev University, Krasnoyarsk, Russia

The development of information technology determines the application of new approaches to the organization of educational process in higher education. Three distance courses have been developed at the Department of Technical Physics (TF) of the Institute for Space Research and High Technology (NOC IKIVT) and placed on the SibSU's electronic- distance learning server. The remote course includes various elements: the curriculum, rating plan, lectures, individual assignments, virtual laboratory work, tests, glossary, news forum, forum for questions and communication with the teacher. The contents of each course are presented as modules (themes). Each topic includes lectures, individual hands-on assignments, tutorials, virtual lab work, videos and tests.

The lecture materials in this course are presented not only in the form of individual Word files, but also in the Moodle system, which has important technical characteristics for quickly obtaining knowledge online.

The remote physics course uses virtual laboratory work to better study and visualizes the processes studied. They enable not only to simulate the objects and processes of the surrounding world, but also to organize access to real laboratory equipment. Each virtual laboratory work contains a theoretical stage, laboratory experience, various mathematical calculations. All laboratory work has detailed instructions on how to perform and design the work.

Each course module contains a test and completes the course with final testing. Since the university uses modular-rating learning technology, the current assessment of students took into account not only the performance in classroom classes, but also the results of the test. Many students see distance learning as an alternative to standard forms of full-time education. In this case, there is a problem, viz. the problem of communication between the teacher and the student, the students do not communicate with the teacher, i.e. there is no dialogue, and, therefore, the question is caused by the independence of the students' thinking in the preparation of reporting materials in the distance form of education. The organization of tests and exams also becomes problematic. With distance learning, the student is tempted and has enough opportunities for “non-independent” training. In the process of distance learning, it is necessary to use various forms and means of control. On the one hand, the control and quality of student knowledge is carried out using specially designed programs, and on the other hand, by a teacher.

Distance learning is one of the most promising forms of learning. Despite all the difficulties of introducing distance learning technology into teaching practice, electronic distance education is competitively capable and occupies a worthy place in the educational environment.

Keywords: distance learning, traditional training, virtual laboratory research, tests, Moodle system, webinar.

Развитие информационных технологий обусловливает применение новых подходов к организации образовательной деятельности высшей школы. В настоящее время большинство российских государственных вузов занимаются внедрением современных дистанционных технологий обучения в образовательный процесс [1. С. 31]. Использование технологий дистанционного обучения стало наиболее востребовано в условиях пандемии, когда обучение перешло в дистанционный режим.

Подключение образовательных учреждений к Интернету позволяет внедрять в образовательный процесс методы дистанционного обучения и широкий комплекс информационно-коммуникационных услуг [2. С. 585]. Создание электронного учебно-методического комплекса дисциплины (ЭУМКД) стимулирует обучающихся к саморегуляции учебно-познавательной деятельности, активизирует умения и навыки; повышает роль самостоятельной работы при подготовке к занятиям (лекционным и практическим); создает условия для успешной сдачи экзамена или зачета по предмету. ЭУМКД по предмету «Физика» содержит учебную программу и учебные пособия по данному курсу.

Несмотря на достаточно четкую структурированность комплекса, большой объем различной информации, содержащийся в ЭУМКД, довольно сложно усваивается студентом и в силу ограниченного функционала обычной Word версии ЭУМКД, затрудняется его актуализация со стороны преподавателя. Наряду с созданием ЭУМКД в ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнива» (далее -- СибГУ) перспективной формой является дистанционное обучение. С каждым годом увеличивается количество дисциплин и расширяется перечень направлений подготовки, использующих дистанционные технологии.

Дистанционный курс нельзя просто создать, переводя в компьютерную форму учебные материалы традиционного очного обучения. При создании дистанционных курсов используются новые технологии представления учебных материалов, быстрое развитие и широкое применение разнообразных технических средств. На кафедре технической физики (ТФ) Научно-образовательного центра «Институт космических исследований и высоких технологий» (НОЦ ИКИВТ) разработаны три дистанционных курса «Кафедра ТФ -- Физика, часть 1 (09.03.01, 09.03.02, 09.03.04) ~ ОВ», «Кафедра ТФ -- Физика, часть 2 (09.03.01, 09.03.02, 09.03.04) ~ ОВ»), «Кафедра ТФ -- Физические основы механики, термодинамики и электростатики (13.03.02, 15.03.04, 18.05.01, 44.03.04 ~ ОВ»), которые размещены на сервере электронно-дистанционного обучения СибГУ.

Через личный кабинет ведущий преподаватель может зачислять на данный курс студентов различных форм обучения. Все зачисленные студенты, используя собственные логины и пароли, автоматически получают доступ к дистанционному курсу. Студенты очной формы обучения направлений 09.03.01 -- Информатика и вычислительная техника, 09.03.02 -- Информационные системы и технологии, 09.03.04 -- Программная инженерия, направления 15.03.04 -- Автоматизация технологических процессов и производств, а также специальности 18.05.01 -- Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий, изучающие курс физики в течение трех семестров, могут пользоваться данными дистанционными курсами. Активно работали в дистанционном курсе около 60 % от числа зачисленных.

Дистанционный курс содержит различные элементы: программу дисциплины, рейтинг- план, лекции, индивидуальные задания, виртуальные лабораторные работы, тесты, глоссарий, новостной форум, форум для вопросов и общения с преподавателем. Рейтинг-план дисциплины является основным документом в рейтинговой системе оценки освоения дисциплин студентами. В нем отражен процесс формирования рейтинга за счет проводимых преподавателем занятий, индивидуальных заданий, контрольных мероприятий и их характеристик. Содержимое каждого курса представлено в виде модулей (тем). В курсе «Кафедра ТФ -- Физика, часть 1 (09.03.01, 09.03.02, 09.03.04) ~ ОВ» рассмотрены темы:

1) механика;

2) молекулярная физика и термодинамика;

3) электродинамика (электростатика, постоянный ток, магнетизм).

Каждая тема содержит лекции, индивидуальные практические задания, учебные пособия, виртуальные лабораторные работы, видеофильмы и тесты.

Материалы лекций в данном курсе представлены не только в виде отдельных файлов Word, но и в системе Moodle, которая обладает важными техническими характеристиками для быстрого получения знаний в режиме онлайн.

Представление лекций в системе Moodle имеет ряд преимуществ:

-- позволяет отслеживать процесс прохождения курса каждым отдельным обучающимся, так как отображает дату и время работы студента с тем или иным элементом курса;

— материал лекции может быть представлен не только в виде текстов и картинок, но и в виде *.gif и видеоматериалов;

— лекции в системе Moodle позволяют осуществить обратную связь, которая позволяет реализовать программированное обучение -- после изучения небольшого фрагмента теории следует тестовое задание на выявление степени освоения учебного материала. В итоге прохождения лекции и выполнения промежуточных заданий в журнале оценок студента появляется соответствующий балл.

Трудно сказать, сколько студентов воспользовались лекциями в формате Word, лекциями в системе Moodle воспользовалось около 40 %, из них около 15 % -- студенты, имеющие пропуски лекций по определенным темам, а около 25 % -- успешные студенты, защищавшие лабораторные работы по темам, материал которых не был прочитан на лекционных занятиях согласно программе дисциплины. Важнейшей частью процесса освоения дисциплины «Физика» является решение задач, поэтому в каждом модуле дистанционного курса предусмотрено выполнение индивидуального задания. В процессе решения задач по определенной теме (модулю) студент глубже усваивает теоретический материал. А преподаватель имеет возможность проверить уровень понимания данным студентом физических законов и явлений. В представленных дистанционных курсах каждый модуль предусматривает выполнение индивидуального задания. В файле «Задание» имеется подробная инструкция по выполнению индивидуального задания. Бланк можно отправлять в виде любого цифрового контента (например, *.doc, *.docx, *.bmp, *.pdf, *.jpeg, *.jpg).

При выполнении индивидуального задания используются ресурсы «Учебное пособие и сборник контрольных заданий» и «Примеры решения задач», где представлены решения типичных расчетных задач. В связи с недостаточной обеспеченностью библиотеки печатными методическими пособиями большая часть студентов (83 %) воспользовалась ресурсом дистанционного курса. Необходимости в отправке задания на проверку преподавателю нет, так как проверка и защита индивидуальных заданий проводились во время аудиторных занятий.

В дистанционном курсе физики для более глубокого изучения и визуализации изучаемых процессов используются виртуальные лабораторные работы. Они позволяют не только моделировать объекты и процессы окружающего мира, но и организовать виртуальный доступ к реальному лабораторному оборудованию. Каждая виртуальная лабораторная работа содержит теоретический этап, непосредственно лабораторный опыт, различные математические расчеты.

Обработка результатов измерений (расчет погрешностей, графики и пр.) осуществляется студентом письменно и предоставляется преподавателю либо на аудиторных занятиях, либо в сканированном виде по электронной почте. Все лабораторные работы имеют подробные инструкции по выполнению и оформлению [3. С. 46]. Пока не все лабораторные работы кафедры ТФ имеют виртуальные аналоги, поэтому часть работ выполняется на реальных лабораторных установках. Студенты могут выполнять лабораторные работы либо на реальных установках в лабораториях кафедры ТФ, либо виртуально. Во время аудиторных занятий проводится защита (обсуждение полученных результатов, ответы на контрольные вопросы) как виртуальных, так и работ, выполненных в лабораториях. Выполнение виртуальных работ выбрали около 40 % студентов. В условиях дистанционного образования, вызванного пандемией, защита лабораторных работ студентом осуществляется в письменной форме, сканированный документ отправляется на электронную почту преподавателя для контроля и корректировки ответов. Преподаватель имеет возможность обратить внимание студента на отдельные недочеты, если таковые имеются, а также рекомендовать повторно изучить теоретический материал с указанием источника информации.

В ресурсе «Обзор лабораторных работ» можно посмотреть видеофильм о проведении экспериментов на реальных лабораторных установках кафедры аналогичных работ. Данные видеофильмы очень популярны у студентов как при получении допуска к выполнению лабораторной работы в лаборатории, так и при выполнении виртуальной лабораторной работы. В дистанционный курс также включены методические указания к выполнению реальных лабораторных работ в лабораториях кафедры ТФ, что позволяет студентам дома готовиться к занятиям.

Каждый модуль курса содержит тест и завершается курс итоговым тестированием. Так как в вузе используется модульно-рейтинговая технология обучения, при текущей аттестации студентов учитывается не только успеваемость на аудиторных занятиях, но и результаты тестирования. Текущие тесты содержали от 20 до 30 заданий различного типа и выполняются студентами дома из-за неукомплектованности компьютерами лабораторий кафедры. дистанционный образовательный физика

Итоговое тестирование не являлось обязательным и позволяло каждому студенту оценить свою готовность к экзамену. В условиях пандемии, когда не известно, будет ли возможность очной итоговой аттестации студентов, итоговое тестирование может стать решающим. Благодаря форуму для вопросов и общения с преподавателем студенты могут вносить предложения и высказывать мнение о курсе, рассказывать, какой материал оказался наиболее полезным, делиться впечатлениями. Это позволяет преподавателю поправлять, добавлять и улучшать материал. При работе с данным курсом многие студенты (42 %) высказали пожелания о другом формате индивидуального задания.

Такое гибридное обучение, сочетающее занятия в аудиториях и дистанционное обучение, особенно на инженерных специальностях, когда имеется необходимость непосредственного контакта студентов с преподавателем и изучаемым оборудованием, имеет ряд преимуществ перед традиционным обучением. Студенты получают возможность участвовать в организации своего учебного процесса: выбирать время и место для работы с учебным материалом, определять скорость изучения материала, соответствующую особенностям своего мышления.

Создание дистанционных курсов потребует от преподавателя определенных усилий, но впоследствии его труд будет существенно облегчен, в определенном смысле автоматизирован, и главная задача преподавателя будет состоять в текущем и итоговом контроле за усвоением студентами материала дисциплины.

Многие студенты рассматривают дистанционные формы обучения как альтернативу стандартным формам очного образования. Именно дистанционное образование открывает студентам доступ к новым источникам информации, повышает эффективность самостоятельной работы, а преподавателям реализовывать новые формы и методы обучения. В этом случае возникает проблема общения преподавателя и студента. Обучающиеся не общаются с преподавателем напрямую («глаза в глаза»), т.е. нет диалога, и поэтому сомнение вызывает самостоятельность мышления учащихся при подготовке отчетных материалов при дистанционной форме обучения. Преподаватель «не чувствует» студента. Мы считаем, на сегодняшний день есть пути решения этого вопроса -- это применение таких технологий, как «вебинары», видеоконференции, веб-конференции, которые организуют в назначенное время для общения группы обучающихся и преподавателя. «Видеоконференции обеспечиваются высококачественным оборудованием и сетью, создающими эффект присутствия, которое используется в дорогих аппаратных решениях для делового общения. Веб-конференции не требуют спецоборудования, недороги и бесплатны, технические требования к сети и их установке ПО невысоки» [4. С. 25].

Проблемной становится и организация зачетов и экзаменов. При дистанционном обучении у студента появляется соблазн и достаточно возможностей для «несамостоятельного» обучения. В процессе дистанционного обучения необходимо использовать различные формы и средства контроля. С одной стороны, контроль и качество знаний студента осуществляются с помощью специально разработанных программ, с другой стороны -- преподавателем. В подготовке и реализации оригинального курса дистанционного обучения задействована большая группа сотрудников -- от разработчиков программы до программистов, которые обеспечивают техническую поддержку. «Всем перечисленным специалистам прямо или косвенно приходится в процессе своей деятельности осуществлять контроль обучения и участвовать непосредственно в реализации тех педагогических технологий, которые являются приоритетными для данного учебного учреждения» [5. С. 53]. Дистанционное обучение является одной из самых перспективных форм обучения. Несмотря на все трудности внедрения технологии дистанционного обучения в практику преподавания, электронное дистанционное образование конкурентоспособно и занимает достойное место в образовательной среде.

Литература

1. Павлуцкая Н.М. Применение дистанционного обучения в современном вузе (из опыта работы) / Н.М. Павлуцкая, Л.В. Дубицкая // Педагогические науки. 2016. № 3 (45). С. 31-34.

2. Кодиров З.З. Внедрение дистанционного обучения в образовательный процесс / З.З. Кодиров, Р.Е. Исмаилов // Молодой ученый. 2017. № 15 (149). С. 585-586. URL: https:// moluch.ru/archive/149/42260/ (дата обращения: 20.04.2020).

3. Блинов В.Н. Обучающая компьютерная программа «Виртуальные лабораторные работы по курсу «Физика» для студентов технических специальностей» / В.Н. Блинов, Т.Н. Иванилова, О.А. Кудрявцева // Открытое и дистанционное образование. 2019. № 1. С. 47-52.

4. Архипец ИА. Открытые решения и веб-видеоконференции и проект OpenMeeting / И.А. Архипец, Д.Е. Беженцев, Ю.Э. Данилова, Д.Ю. Кандров, М.Н. Солодовник, А.А. Федотов // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Информационные технологии. 2018. Т. 16, № 1. С. 24-38.

5. Киян И.В. Варианты контроля знаний в системе дистанционного обучения // Сибирский педагогический журнал. 2010. № 12. С. 52-58.

References

1. Pavluckaya N.M. Primenenie distancionnogo obucheniya v sovremennom vuze (iz opyta raboty) / N.M. Pavluckaya, L.V. Dubickaya // Pedagogicheskie nauki. 2016. № 3 (45). S.31-34.

2. Kodirov ZZ. Vnedrenie distancionnogo obucheniya v obrazovatel'nyj process / Z.Z. Kodirov, R.Yo. Ismailov // Molodoj uchenyj. 2017. № 15 (149). S. 585-586. URL: https://moluch.ru/archive/149/42260/ (data obrashcheniya: 20.04.2020).

3. Blinov V.N. Obuchayushchaya komp'yuternaya programma «Virtual'nye laboratornye raboty po kursu «Fizika» dlya studentov tekhnicheskih special'nostej» / V.N. Blinov, T.N. Ivanilova, O.A. Kudryavceva // Otkrytoe i distancionnoe obrazovanie. 2019. № 1. S. 47-52.

4. Arhipec IA. Otkrytye resheniya i veb- / videokonferencii i proekt OpenMeeting / I.A. Arhipec, D.E. Bezhencev, Yu.E. Danilova, D.Yu. Kandrov, M.N. Solodovnik, A.A. Fedotov // Vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Informacionnye tekhnologii. 2018. T. 16, № 1. S. 24-38.

5. Kiyan I.V. Varianty kontrolya znanij v sisteme distancionnogo obucheniya // Sibirskij pedagogicheskij zhurnal. 2010. № 12. S. 52-58.

Размещено на Allbest.ru