Підготовка майбутніх учителів до впровадження ІКТ у навчально-виховний процес з фізики

Размещено на http://www.allbest.ru

Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини

Підготовка майбутніх учителів до впровадження ІКТ у навчально-виховний процес з фізики

Миколайко Володимир Валерійович кандидат педагогічних наук, доцент, проректор, доцент кафедри фізики та інтегративних технологій навчання природничих наук

Величко Степан Петрович доктор педагогічних наук, професор, Заслужений діяч науки і техніки України, професор кафедри фізики та інтегративних технологій навчання природничих наук

Анотація

Нинішній період розвитку фізичної освіти в Україні передбачає значне посилення ролі учнів і студентів в освітньому процесі та врахування здібностей і побажань кожного з випускників навчальних закладів. Виходячи із сучасних досягнень в галузі ІКТ та широкого впровадження їх в усі сфери діяльності людини, а також можливість використання їх для вирішення різних дидактичних цілей в освітньому процесі з фізики та результативність ІКТ у розвитку індивідуальної навчально-пошукової пізнавальної діяльності студентів акцентується увага на перспективності у подальшому розвитку природничої освіти відповідно до концептуальних засад розвитку Нової української школи. Проблема поліпшення фізичної освіти тісно пов язана з удосконаленням системи підготовки майбутніх учителів, здібних розв язувати найрізноманітніші питання методики навчання фізики взагалі і навчально-пошукової самостійної пізнавальної діяльності студентів, яка переростає в дослідницьку діяльність, що пов'язана з одержанням елементів новизни (змістового, процесуального чи технологічного аспекту).

Використовуючи у своїй навчально-пошуковій діяльності інноваційний ресурс «Фізика. Легко», під час виконання лабораторних робіт, фізичного практикуму чи індивідуальних навчальних завдань з фізики учні (студенти) самостійно відшуковують варіанти запровадження ІКТ, проявляють зацікавленість до експериментування, розвивають свої експериментаторські здібності, набувають дослідницьких компетентностей.

В умовах сучасного інфокомунікативного навчального середовища такі підходи створюють нові можливості для модернізації освіти і формування компетентностеи особистості учня, який уміє здобувати необхідну інформацію з різних джерел, засвоювати і поглиблювати її та застосовувати у власній пізнавальній і творчій діяльності.

Методика виконання дослідницької лабораторної роботи на базі ресурсу «Фізика. Легко» передбачає, що кожне із досліджень має три основні етапи: перший - побудований на самостійній індивідуальній роботі учня з метою опанування теоретичними відомостями, обладнанням, з'ясування віртуального завдання на основі пропонованого програмного продукту; другий - реалізується у ході виконання реального експериментального дослідження; третій етап виокремлює аналіз і перевірку кінцевого результату у ході реального і віртуального експерименту, і передбачає його коригування, а за необхідності допускає можливість повторення окремого фрагменту дослідження з коригуванням одержаних результатів.

Ключові слова: розвиток фізичної освіти, Нова українська школа, ресурс «Фізика. Легко», навчально-пізнавальна діяльність учнів, дослідницькі компетентності, методика виконання завдань дослідницького характеру.

Mykolaiko Volodymyr Valeriiyovych PhD in Education, Associate Professor, Vice-Rector for International Relations and Strategic Development, Associate Professor of the Department of Physics and Integrative Technologies of Natural Sciences, Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, Uman

Velychko Stepan Petrovych Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Honored Worker of Science and Technology of Ukraine, Professor of the Department of Physics and Integrative Technologies of Natural Sciences, Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, Uman

TRAINING OF FUTURE TEACHERS FOR THE IMPLEMENTATION OF ICT IN THE EDUCATIONAL PROCESS OF PHYSICS

Abstract

The current period of development of physical education in Ukraine involves a significant strengthening of the role of pupils and students in the educational process and taking into account the abilities and wishes of each of the graduates of educational institutions. Based on modern achievements in the field of ICT and their wide implementation in all areas of human activity, as well as the possibility of using them to solve various didactic goals in the educational process of physics and the effectiveness of ICT in the development of individual educational and research cognitive activity of students, attention is focused on prospects in the future development of science education in accordance with the conceptual foundations of the development of the New Ukrainian School. The problem of improving physical education is closely related to the improvement of the system of training future teachers, who are able to solve the most diverse issues of the methodology of teaching physics in general and the educational and research independent cognitive activity of students, which develops into research activity related to the acquisition of elements of novelty (content, procedural or technological aspect).

Using the innovative resource «Physics. Easy», during laboratory work, physical practice or individual educational tasks in physics, pupils (students) independently search for options for the introduction of ICT, show interest in experimentation, develop their experimental abilities, acquire research competences.

In the conditions of the modern info-communicative educational environment, such approaches create new opportunities for the modernization of education and the formation of personal competencies of a student who knows how to obtain the necessary information from various sources, assimilate and deepen it, and apply it in his own cognitive and creative activities.

The methodology of performing research laboratory work based on the resource «Physics. Easy» assumes that each of the studies has three main stages: the first is built on the student's independent individual work with the aim of mastering theoretical information, equipment, and clarifying the virtual task based on the proposed software product; the second is implemented during the implementation of a real experimental study; the third stage separates the analysis and verification of the final result in the course of a real and virtual experiment, and provides for its adjustment, and, if necessary, allows for the possibility of repeating a separate fragment of the study with the adjustment of the obtained results.

Keywords: development of physical education, New Ukrainian School, resource «Physics. Easy», educational and cognitive activities of students, research competences, methods of performing tasks of a research.

Постановка проблеми. Сучасний етап удосконалення фізичної освіти у закладах загальної середньої освіти (ЗЗСО) та в закладах вищої освіти (ЗВО) пов язаний з необхідністю більшою мірою враховувати можливості та здібності, побажання і плани на майбутнє кожного випускника навчального закладу. При цьому запроваджуваний комплексний підхід, що побудований на суб єкт-суб єктній основі організації освітнього процесу покликаний суттєво посилити роль особистості учня (чи студента) у навчанні і вихованні. Такий підхід вимагає активних методів та адекватних їм засобів навчання, що одночасно виступають і змістовим, і процесуальним складником навчального процесу, бо проблема одночасного поліпшення методики навчання фізики та посилення ролі самостійної навчальної діяльності кожного школяра зводиться до значної активізації пізнавальної діяльності саме учнів (і студентів), а підвищення зацікавленості їх у набутті спрямованої системи знань, умінь та експериментаторських навичок виступає досить вагомим чинником у формуванні ключових і предметних компетентностей.

Одночасно суб'єкт-суб'єктний підхід уособлює проблему підготовки в педагогічних ЗВО висококваліфікованих учителів, здатних методично правильно й грамотно організовувати та ефективно проводити такий навчальний процес, що ґрунтується на активній пізнавально-пошуковій діяльності школярів.

Отже, проблема поліпшення фізичної освіти тісно пов'язана з удосконаленням системи підготовки майбутніх учителів, з підготовкою фахівців, здібних розв'язувати найрізноманітніші питання дидактики фізики взагалі, зокрема, під час вивчення фізики за варіативними програмами у ЗЗСО.

За цих умов сучасний вчитель має бути готовим не лише до якісного проведення уроків, бо шкільний навчально-виховний процес охоплює значно ширший аспект роботи, він, зокрема, вимагає забезпечення таких педагогічних умов і такого навчального середовища, у якому тісно взаємопов'язані і взаємообумовлені навчальна діяльність учителя і пізнавально-пошукова діяльність учня, що в цілому спрямовані на вирішення навчально-виховних завдань. Майбутні вчителі при цьому повинні мати міцні знання з основ фахових дисциплін, бути добре обізнаними з останніми науковими досягненнями у відповідній галузі. Але, крім того, вони повинні вміти запроваджувати активні методи роботи з різними учнівськими колективами, на основі наявних науково-методичних рекомендацій і власних ідей під час різнорівневого викладання матеріалу формулювати завдання пошукового, дослідницького і творчого характеру, виробляти власний підхід до викладання конкретних питань у різних за профілем класах, бути готовими до творчої роботи в різнопрофільних групах, до розробки ефективніших прийомів і засобів навчання та використання навчального обладнання, охоплюючи ІКТ й інформаційні комп'ютерні засоби, без яких сьогодні вже не можна навчати учнів незалежно від того, яким є навчальний заклад, де такий освітній процес здійснюється.

Зазначений аспект особливо стосується підготовки вчителя фізики, бо ця наукова галузь, як одна із основних галузей про природу, стала безпосередньою продуктивною силою розвитку суспільства; вона є лідером сучасного природознавства; її теорії та методи дослідження проникли в різні галузі наукової і практичної діяльності людини і виправдано посіли превалюючі місця у пізнанні природи. Фізика виступає і зараз є теоретичною основою сучасної техніки, вона виступає важливим компонентом загальнолюдської культури, і впливає на розвиток мислення та формування світогляду людини, робить значний внесок у вихованні молоді [1; 2; 3; 11].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Важливі аспекти формування і розвитку пізнавальної діяльності студентів (ПДС) з фізики у процесі навчання на основі ІКТ і КОЗН розглянуті у працях багатьох учених і методистів. Зокрема, у дидактиці аналізуються різні аспекти комп ютеризації навчання й створення сучасного навчального середовища: проектування автоматизованих і спеціальних навчальних середовищ (І. Роберт, Т. Сергеєва); створення умов для формування креативності особистості у навчанні в інформаційно-освітньому середовищі (І. Захарова, К. Кречетнікова, Е. Полат); організація та управління навчальною діяльністю в реальному середовищі, організації освітнього процесу в комп'ютерно орієнтованому середовищі (В. Биков, С. Величко, М. Жалдак, Ю. Жук, О. Іваницький); проектування інформаційно-освітнього середовища (Ю. Жук, В. Заболотний, О. Пінчук, О. Соколюк); використання комп'ютерного моделювання явищ і процесів (О. Гриб'юк, Г. Громко, С. Литвинова) та інші. Проводяться пошуки для визначення функцій, які можна покласти на ІКТ у навчальному процесі (В. Андрущенко, Г. Балл, В. Биков, А. Гуржій, М. Жалдак, Ю. Рамський, О. Співаковський та ін.); досліджуються особливості діяльності та спілкування з ІКТ (Ю. Машбиць); створюються теорії навчання на основі ІКТ; розробляються і впроваджуються комп'ютерно орієнтовані засоби і системи.

Проблеми використання ІКТ у навчанні досліджуються і за кордоном, хоча там вони по іншому подаються і мають дещо інше спрямування, зокрема: виявлення перешкод у запровадженні ІКТ, проблема професійного розвитку вчителів у процесі інтеграції ІКТ в освіту, відмінності в ставленні й самооцінці майбутніх учителів стосовно до запровадження ІКТ в освіті, розробка інструментарію для вимірювання ІКТ компетентно стей педагогічних працівників, облік використання ІКТ у навчанні і поза школою, запровадження цифрових вимірювальних комплексів тощо.

Метою статті є з'ясування особливостей, завдань та методики реалізації ресурсу «Фізика. Легко» в системі підготовки майбутнього вчителя фізики для творчої педагогічної діяльності та формування дослідницьких компетентностей в учнів у вивченні природничих дисциплін згідно Концептуальних засад розвитку Нової української школи.

Виклад основного матеріалу. Проблема підготовки майбутнього вчителя фізики на базі ресурсу «Фізика. Легко» враховує низку чинників [12; 13-16]:

1 - методика навчання зазнала відчутного розвитку в теоретичному узагальненні найважливіших положень про вивчення основ фізики на різних етапах організації освітнього процесу. За цих обставин однаково важливими виступають як загальні питання, так і конкретні питання дидактики, а тому студент педагогічного університету має їх опанувати на належному рівні і мати можливість ефективно їх запроваджувати та створити ефективні педагогічні умови для їх реалізації;

-зараз нагромаджено цінний практичний досвід навчання фізики в ЗЗСО та в школах (класах) різного типу й профілю, тому варіативність у навчанні фізики вимагає всебічної професійної підготовки майбутнього вчителя;

- значного розвитку зазнали дисципліни психолого-педагогічного циклу, які суттєво впливають на професійну підготовку вчителя;

- розвиток науки фізики актуалізує необхідність уведення у навчальний матеріал нових питань для ознайомлення з ними як студентів, так і учнів. Серед таких питань важливе місце посідають фізичні основи комп'ютерної і квантової техніки, радіоелектроніки тощо;

- у сучасних умовах майбутній вчитель повинен не лише опанувати теоретичні здобутки й передовий досвід, а навчитися використовувати їх у своїй роботі, бо сучасна методика навчання потребує варіативного підходу до вивчення фізики в різних за профілем навчальних закладах, а значить і нестандартного вирішення проблем у різних ситуаціях.

Наш досвід [2; 3; 4; 6; 7] свідчить, що в розв'язанні проблеми підвищення рівня професійної підготовки вчителів фізики добре зарекомендовують себе спецкурси, що ґрунтуються на особистісно- орієнтованій основі організації навчального процесу, тобто таких спецкурсів, які передбачають активну індивідуальну, самостійну пізнавальну діяльність кожного студента. Для сучасного студента (майбутнього вчителя фізики) важливо, щоб такі спецкурси враховували: 1) можливість ознайомлення з найновішими науковими досягненнями в галузі фізики, педагогіки й психології та з актуальними питаннями дидактики фізики й одночасно комплексно розв'язували сучасні науково-методичні проблеми різнопрофільного (варіативного) навчання в школі; 2) посилення ролі активної індивідуальної діяльності кожного студента в розробці конкретних методичних рекомендацій для реалізації їх у практику диференційованого навчання фізики; 3) висвітлення актуальних методичних проблем не лише на лекціях, де компетентність викладача не викликає сумнівів, а й особливо під час лабораторно-практичних занять, які будуються на самостійній активній навчальній діяльності студентів; 4) наявність у кожного студента конкретних методичних матеріалів (конспектів і сценаріїв різних навчально-виховних заходів, інструкцій до лабораторних робіт, креслень саморобних приладів й установок, ППЗ для використання ЕОМ тощо), у розробці яких є частка самостійної пошукової роботи студента, що сприяє ефективному запровадженню цих розробок під час педагогічної практики та протягом перших років самостійної роботи в школі [11].

Комплексне вивчення проблеми підготовки високопрофесійного вчителя фізики уможливлює виявити основні тенденції вдосконалення методичної системи розв'язання цієї проблеми у педагогічних ЗВО. Серед таких тенденцій, які розкривають сучасний її стан, особливо важливою и актуальною є її комп'ютеризація. Вона зумовлена досить інтенсивним розвитком і надто широким застосуванням обчислювальної і комп'ютерної техніки в різних сферах діяльності людини, що спонукає до запровадження ЕОМ й у навчально-виховний процес, особливо з фізики, бо усі засоби, у тому числі й ЕОМ, створені і функціонують саме завдяки досягненням у галузі фізики і таким чином принципи їхньої дії мають яскраво виражені фізичні основи, з якими мають бути досить добре ознайомлені учні та майбутні вчителі фізики. До того ж ЕОМ поєднують у собі всі відомі технічні засоби навчання, котрі позитивно зарекомендували себе у навчанні природничих дисциплін. Разом з тим, ЕОМ проявляють значно ширші дидактичні і педагогічні можливості і, на відміну від інших засобів, можуть виконувати ряд функцій учителя.

За цих умов інформаційні технології, засоби ІКТ і комп'ютерної техніки однаковою мірою ефективно можуть використовуватися під час лекційних занять, зокрема, для ілюстрації об'єкта вивчення чи окремо взятої його властивості або у вигляді їхньої сукупності; для візуалізації досліджуваних процесів і закономірностей; на практичних і лабораторних заняттях для спрощення складних і громіздких розрахунків та для імітації окремих процесів, що реально відтворити в лабораторних умовах складно або ж неможливо. Тому особливої уваги заслуговують явища макро- та мікросвіту, перебіг яких уявляється з наукової точки зору ще не досить чітко, але ж змоделювати їх є можливості і комп'ютерне моделювання суттєво спрощує вивчення, розуміння і з'ясування сутності об'єкта дослідження на основі віртуального (комп'ютерного) експерименту.

Методика організації і проведення занять з фізики з використанням ЕОМ передбачає запровадження персонального комп'ютера (ПК) у процесі самостійного опрацювання змісту навчального матеріалу з фізики або використання електронного посібника і відтворення його навчальних можливостей, а також реалізацію сучасних освітніх технологій у навчанні фізики. Лабораторні заняття передбачають виконання кожним студентом самостійних досліджень з різних напрямків застосування ЕОМ у навчанні фізики.

Запроваджувані програмні продукти для ЗЗСО орієнтовані на сучасні форми навчання із забезпеченням сумісності з традиційними навчальними матеріалами у відповідності з документами, що регламентують зміст фізичної освіти. Тому запропоновані програмно-педагогічні засоби (ППЗ) дають можливість майбутньому вчителю досягнути наступні педагогічні цілі: підтримки групових та індивідуальних форм навчання в умовах класно- урочної системи навчання; створення комфортних умов комп'ютерної підтримки традиційних і новаторських технологій навчання фізики; створення дидактичних основ технологій дистанційного навчання; підвищення пізнавального інтересу учнів до вивчення фізики; забезпечення диференційованого підходу до навчання фізики; формування навичок розв'язування задач; структурування змісту та активізації опорних знань; формування політехнічних знань.

Завдання до таких видів діяльності передбачає вивчення компонентів та модулів наявних та нових програмних засобів, дослідження взаємозв'язків між програмами, а також методичної оцінки впровадження даних ППЗ. Студент обґрунтовує свої погляди щодо застосування ППЗ у навчальному процесі у відповідному класі в школі, посилаючись на результати власних досліджень.

Вивчення можливостей ефективної організації навчально-пізнавальної діяльності студентів привело нас до доцільності запровадження індивідуальних навчально-дослідницьких завдань [6; 7], які визначаються як вид позааудиторної самостійної роботи студента навчального, дослідницького або проектно-конструкторського характеру, яке завершується на етапі підсумкового екзамену або заліку з даної дисципліни. Метою індивідуального навчального завдання (ІНЗ) є самостійне вивчення навчального матеріалу, його систематизація, поглиблення, узагальнення і практичне застосування, розвиток навичок самостійної навчально-пошукової діяльності. Питома вага ІНЗ в узагальненій оцінці в залежності від складності і змісту матеріалу може складати до 30% можливої кількості балів, одержаних на екзамені чи заліку.

В умовах розвитку інформаційного освітнього простору педагогічне проектування у системі загальної середньої освіти посилюється не тільки на рівні засобів, але і змісту, методів і технологій навчання. Застосування в освітньому процесі основної і старшої школи інноваційних навчальних проектів дає змогу визначити проблему використання інформаційно-комунікаційних технологій як одну із важливих і прогресивних у педагогічній діяльності.

Стратегічні цілі оновлення освіти, мети і завдань у сфері реформування загальної середньої освіти «Нова українська школа» на період до 2029 року орієнтують освітній процес на інтеграцію й варіативність, ефективне формування ключових компетентностей у здобувачів освіти, зокрема, і дослідницької компетентності з фізики.

В умовах сучасного інфокомунікативного навчального середовища такі підходи створюють нові можливості для модернізації змісту освіти, формування компетентної особистості, яка має сформовані вміння здобувати необхідну інформацію необмежено з різних джерел, засвоювати, поглиблювати її, застосовувати у власній пізнавальній і творчій діяльності. Використання зазначених підходів під час розроблення педагогічних проектів сприяє формуванню в учнів експериментаторських компетентностей, ефективній реалізації пізнавального, творчо-пошукового, комунікативного, етичного й естетичного потенціалу особистості.

Аналіз освітнього процесу з фізики у ЗЗСО та у ЗВО свідчить про недостатню увагу до проблеми педагогічного проектування в системі освіти. Послідовне впровадження педагогічного проектування сприятиме усуненню низки суперечностей між:

-зростанням вимог суспільства до якості надання освітніх послуг та недостатнім рівнем професійних умінь, що стосуються проектної діяльності;

рівнем наукового осмислення проблеми педагогічного проектування в ЗЗСО і відсутністю належного наукового розв'язання цієї проблеми, дидактичних і методичних розробок, практичних рекомендацій для вчителів;

необхідністю формування в учнів здатності до розв'язання проектних завдань навчально-пізнавальної діяльності та недостатністю науково обґрунтованих дидактичних засад такого процесу.

Подолання окреслених суперечностей можливе за умов обґрунтування й запровадження в системі освіти різних варіантів і підходів до розроблення і впровадження педагогічних проектів. За цих обставин педагогічне проектування в системі фізичної освіти передбачає його трактування як організованої спільної діяльності суб'єктів (учня і вчителя) в освітньому процесі.

Компетентність педагога у проектній діяльності розглядається як здатність ефективно організовувати процес навчання фізики як на уроках, так і в позаурочний час завдяки педагогічному проектуванню, здійснювати аналіз та поліпшувати результати власної педагогічної діяльності та самостійної індивідуальної діяльності школярів і студентів у процесі опанування основами курсу фізики. Впровадження даної методики з активним використанням системи ІНЗ та навчальних проектів привело до зростання і підвищення якісних показників навчально-пошукової діяльності студентів [12]. При цьому позитивною є не тільки організація та активізація самостійної роботи студента, а й мобілізація його творчої діяльності на виконання конкретного навчального завдання, тобто на формування фахівця, здатного до ефективної реалізації готовності у формуванні у школярів умінь і навичок експериментаторської діяльності та дослідницької компетентності.

Проблема запровадження ІКТ та КОЗН в освітньому процесі з фізики значною мірою залежить і визначається проблемами та напрямками дослідження цього питання, бо діяльність із засобами ІКТ як окремим видом вирішення навчальної проблеми, до розв'язання якої студент звертається у випадку залучення і реалізації відповідного засобу, варто розглядати у контексті до педагогічної ситуації вирішення цієї проблеми. Розглядаючи проблему розвитку особистості учня (чи студента), ми приходимо до необхідності вирішення проблеми навчально-розвивальної діяльності в умовах реалізації ІКТ, а також визначення умов, за яких ця діяльність сприяє розвитку особистості в цілому, і її здібностей зокрема. Аналізуючи навчальну діяльність, яка здійснюється із використанням засобів ІКТ, доречно розглядати її у вигляді моделі, яка може виступати як теоретичне узагальнення, що дозволяє звести різні форми і види діяльності до певного теоретичного конструкту, у якому відображені загальні для цього виду діяльності компоненти і їх зв'язки. Використання такої моделі дає можливість розглянути окремі питання щодо організації навчально-пізнавальної діяльності, наприклад, діяльності студента у процесі самостійного навчального дослідження з використанням засобу ІКТ.

У процесі опанування студентом послідовністю дій із засобом ІКТ у ході виконання експериментального дослідження будується єдиний процес як складна навчально-пізнавальна дія, структура діяльності якої з використанням КОЗН для опрацювання результатів експериментального дослідження описується певною послідовністю дій (рис. 1).?оді зміст, який раніше займав місце усвідомлених цілей окремих часткових дій, тепер у складній дії посідає структурне місце як вимога його виконання, тобто і операції, і дії входять до кола усвідомленого у видозміненому вигляді.

Рис. 1. Структура діяльності студента в процесі використання засобу ІКТ Для опрацювання результатів навчального експерименту

Методика виконання студентом лабораторної роботи дослідницького характеру чи фізичного практикуму, яка рекомендована із запровадженням КОЗН на базі ресурсу «Фізика. Легко», передбачає, що кожне із лабораторних досліджень має три основні етапи його виконання:

пертий етап передбачає самостійну індивідуальну роботу студента з метою підготовки до роботи фізичного практикуму, опанування теоретичними відомостями, обладнанням, вивчення й з'ясування віртуального завдання на основі пропонованого ППЗ до конкретної лабораторної роботи;

другий етап реалізується у ході виконання реального експериментального дослідження з реальним обладнанням і отриманням реальних результатів;

третій етап виділяє аналіз та перевірку результатів експериментального дослідження, яке виконане як реальний і (або) окремо віртуальний експеримент, а згодом передбачає можливе коригування кінцевого результату.

На першому етапі під час підготовки до виконання лабораторної роботи студент знайомиться з темою та метою дослідження, вивчає теоретичний матеріал. У ході виконання віртуального експерименту на цьому етапі реальні фізичні процеси імітуються програмним забезпеченням, усі дії зводяться до побудови структурної схеми в інтерактивній графічній схемі з набором усіх необхідних образів. Таким чином виконується робота, яка в цілому візуалізує реальний експеримент. Послідовність виконання віртуального експерименту у ході підготовки до фізичного практикуму чітко і конкретно описана окремо у вказівках до лабораторної роботи.

Ознайомившись з теоретичними відомостями до роботи, студент запускає запропонований програмний продукт віртуального варіанту виконання роботи. Відтворювальний віртуальний експеримент максимально наближений до тих дій, що виконуються у ході реального практикуму. Відтак, студент має змогу максимально (як за змістом, так і процесуально та за загальним обсягом) вивчити запропонований спосіб виконання дослідження, знайти оптимальний варіант дослідження. Отримані при цьому теоретичні знання та уміння й навички суттєво поліпшують як точність виконання реального експерименту, так й успішність в цілому дослідження.

Тут корисно окреслити деякі істотні переваги, які надає програмне забезпечення при підготовці до виконання реального експерименту.

Комп'ютерно змодельовані фізичні процеси та запрограмовані залежності між досліджуваними величинами дають змогу отримати достовірний результат з великою точністю, що є суттєвим для фізики.

Дуже часто, а особливо у ході фізичного практикуму реальний експеримент займає достатньо великий проміжок часу, через що студент, як правило, проводить його лише один раз, що позбавляє його можливості достатньо заглибитись у сутність досліджуваного явища, обрати оптимальний варіант його проведення, проаналізувати власні результати і дати їм виважену оцінку. Під час проведення віртуального дослідження студент може, на відміну від реального експерименту, керувати швидкістю досліджуваного процесу і провести дослід необхідну кількість разів, що також є позитивним моментом.

Віртуальний експеримент ні за яких обставин не приводить до виходу із ладу установки, приладу внаслідок неправильного їх експлуатування. За цих умов студент отримує неправильний результат, аналізуючи який може відшукати помилки і виправити їх, повторивши експеримент.

За наслідками виконаного віртуального експерименту та достатньо ознайомившись із способом дослідження фізичного явища, студент отримує можливості для завершення роботи над звітом.

На другому етапі пропонованої методики у зв'язку з виконанням роботи практикуму студент одержує допуск і виконує реальний експеримент в лабораторії за інструктивними матеріалами і вказівками до роботи. При цьому, проводячи реальні експериментальні дослідження, студент використовує вже отриманий ним досвід, знання та навички дослідження, набуті під час віртуального виконання цієї роботи.

На третьому етапі виконання роботи практикуму студент може використати варіант віртуального експерименту без втручання у процес обчислення, результатом якого є шукані закономірності чи фізичні параметри, котрі наближені до точних. За цих умов програма самостійно заповнює таблиці точними даними або надає їх у вигляді готових графічних залежностей.

Порівнюючи дані віртуальних досліджень з реальними, студент має можливість оцінити якість та достовірність отриманих результатів у ході реального виконання роботи практикуму. При цьому студент має можливість проаналізувати власне дослідження, оцінити ступінь досягнення мети та формулює висновки. Якщо різниця між даними, запропонованими програмою, і отриманими в ході реального експерименту, є суттєвою, студент може з'ясувати, де і внаслідок чого були допущені помилки і ліквідовує допущені неточності. При цьому студент може повторити неправильно виконаний етап дослідження і наблизити одержаний результат до бажаного.

За наслідками усіх етапів студент оформляє звіт про результати виконаної роботи практикуму, а фіксуючи розрахунки і висновки, дає власну оцінку одержаним результатам, зазначає переваги і недоліки відповідного методу дослідження в роботі.

Таким чином, упровадження засобів ІКТ в освітній процес, зокрема і ресурсу «Фізика. Легко», слід розглядати як перспективний та ефективний сучасний напрямок розвитку й удосконалення освітньої діяльності як у ЗЗСО, так й у ЗВО, оскільки доповнення системи освіти засобами ІКТ істотно змінює структуру навчального процесу та суттєво впливає на розвиток педагогічних подій у різних типах навчального середовища, на різних вікових рівнях, з використанням різноманітних апаратних і програмних засобів, хоча й мова ведеться про формування поведінки школяра в умовах комп'ютерно орієнтованого навчального середовища, де вимагається виділення та детальне вивчення складових освітньої діяльності кожного суб'єкта навчання, які перебувають у взаємозв'язках та взаємних співвідношеннях між собою.

Під час використання засобів ІКТ у ході виконання лабораторних робіт на основі інноваційного ресурсу «Фізика. Легко» відбувається штучне розширення навчальних цілей у діяльності учня, яке має відбуватися завчасно внаслідок опрацювання будови і роботи запроваджуваного КОЗН, тобто поза межами тієї навчальної діяльності, яку учень виконує з використанням зазначених засобів у педагогічному завданні.

Висновки

Запровадження ІКТ і КОЗН у навчальній дослідницькій діяльності школярів по-іншому розкривають проблему формування вмінь і навичок у процесі навчання фізики, що уособлюється особливостями навчальної діяльності з використанням апаратних і програмних засобів ІКТ.

За умов будь-якої організації навчального середовища, в якому реалізується навчальна діяльність, запровадження програмно-апаратних засобів вимагає формування у школяра специфічних структур діяльності, що обумовлені і пов'язані з використанням засобів ІКТ на рівні управління ними.

Дослідницька складова процесу навчання фізики набуває виразнішого характеру у старших класах ЗЗСО, коли поглиблюються компетентності старшокласників в окремих предметних галузях знань, оскільки змістовою компонентною вивчення шкільного курсу фізики є фізичні методи наукового пізнання, загальна структура наукового пізнання з її складовими, до яких відносяться: експеримент, гіпотеза, моделювання тощо, а результатом навчання виступають: уявлення про структуру наукового пізнання, основні фізичні моделі, науковий стиль мислення, наближений характер вимірювання, знання способів визначення похибок вимірювань тощо.

Природничо-математичні дисципліни мають вагомий і значний загальноосвітній потенціал для формування у школярів творчої діяльності у пізнанні природи і оточуючого світу. Ці дисципліни підвищують рівень мотивації учнів до освітнього процесу і створюють можливості для реалізації особистісно орієнтованого підходу у навчанні та формують активну особистість школяра, націлену на самоосвіту і самовиховання. Навчальна дослідницька діяльність є одним із видів навчальної природничо-наукової творчості, оскільки під час дослідження фізичних явищ і процесів учні розкривають для себе нові цінності пізнання природних об'єктів.

Електронний ресурс «Фізика. Легко» та методика його впровадження в освітній процес сприяє розвитку дослідницьких компетентностей учнів з фізики та актуалізує проблему дослідницьких умінь із широким запровадженням інформаційно-технологічних засобів. Зазначена проблема відноситься до найбільш загальних проблем, які підвищують якість освіти взагалі, зокрема і фізичної освіти, а підготовка учнів до дослідницької діяльності і формування умінь і навичок дослідницького характеру на основі засобів ІКТ виступає нині як одне з найважливіших завдань освіти на сучасному етапі її розвитку.

Література

Величко Л. П.ЃCВеличко С. П. Розвиток взаємозв'язку навчального експерименту та графічного методу дослідження теплових явищ в основній школі. -Зб. наук. праць.- Спец. випуск /Голови. ред. В.Г.Кузь. -К.: Науковий світ, 2003. -С.129-138.

Величко С. П. З досвіду формування та розвитку науково-дослідного мислення майбутніх учителів фізики. - Conference Proceedinqs: Democracy and education. -June 1-2,

- Kyiv, Ukraine. - Montclair State University; Kirovograd State Pedagogicel University.-

- С.289-294.

Величко С. П. Подготовка современного учителя физики в условиях внедрения компьютерньїх технологий обучения//Управление качеством обучения в системе непрернвного профессионального образования (в контексте Болонской декларации).- Сб. науч. трудов. Редколлегия: О.Е.Руденко, П.И.Самойленко, Ю.В.Еремин и др. - Вьп.1.- Том 1. -М.: МГУТУ, 2006. - С.396-401.

Величко С. П., Соменко Д. В., Слободяник О. В. Лабораторний практикум зі спецкурсу «ЕОТ у навчально-виховному процесі з фізики»: посібн. для студ. фізмат, фак.-ту / За ред. С.П.Величка. - Кіровоград: РвВ КДПУ ім.В.Винниченка, 2013. - 192 с.

Гриневич Л., Елькін О., Калашнікова С. та ін.. Нова українська школа: концептуальні засади реформування середньої школи / заг. ред. Грищенко М. [ухвалено рішенням колегії МОН України від 27.10.2016] -К., 2016. - 34 с.

Індивідуальні завдання та навчальні проекти до лабораторних робіт з курсу загальної фізики (Механіка. Молекулярна фізика): посіб. з орг. індивідуальної роботи студ. пед. ун-тів / Миколайко В. В., Величко С. П., Слободяник О. В.; - Умань: Візаві, 2022. - 92 с.

Індивідуальні завдання та навчальні проекти до лабораторних робіт з курсу загальної фізики (Електрика і магнетизм. Оптика): посіб. з орг. індивідуальної роботи студ. пед. ун-тів / Миколайко В. В., Величко С. П., Слободяник О. В.; - Умань : Візаві, 2022. - 92 с.

Лазер у викладанні природничих дисциплін : посіб. для студ. фізико- математичного ф-ту пед. закл. вищ. освіти / С. П. Величко, В. В. Миколайко, Ю. В. Решітник.- Умань: Візаві, 2023. - 190 с.

Миколайко В. В., Величко С. П. Навчальний ресурс «Фізика. Легко» як чинник формування активної пізнавальної діяльності майбутніх учителів фізики. -The 7th International scientific and practical conference “European scientific congress” (August 7-9, 2023) Barca Academy Publishing, Madrid, Spain. 2023. - С. 90-96.

Організація індивідуальної роботи студентів засобами ІКТ у виконанні лабораторних робіт з курсу фізики на основі ресурсу «Фізика. Легко»: навч. посіб. для студ. пед. ун-тів. Ч. 1 : Механіка / В. В. Миколайко, С. П. Величко, А. О. Антіпов; за заг. ред. С. П. Величка ; - Умань : Візаві, 2022. - 128 с.

Організація індивідуальної роботи студентів засобами ІКТ у виконанні лабораторних робіт з курсу фізики на основі ресурсу «Фізика. Легко» : навч. посіб. для студ. пед. ун-тів.

Ч. 2 : Молекулярна фізика і термодинаміка / В. В. Миколайко, С. П. Величко, А. О. Антіпов; за заг. ред. С. П. Величка;- Умань : Візаві, 2022. - 116 с.

Організація індивідуальної роботи студентів засобами ІКТ у виконанні лабораторних робіт з курсу фізики на основі ресурсу «Фізика. Легко» : навч. посіб. для студ. пед. ун-тів. Ч. 3: Електрика і магнетизм / В. В. Миколайко, С. П. Величко, А. О. Антіпов; за заг. ред. С. П. Величка;- Умань : Візаві, 2022. - 128 с.

Організація індивідуальної роботи студентів засобами ІКТ у виконанні лабораторних робіт з курсу фізики на основі ресурсу «Фізика. Легко» : навч. посіб. для студ. пед. ун-тів. Ч. 4 : Оптика / В. В. Миколайко, С. П. Величко, А. О. Антіпов; за заг. ред. С. П. Величка; - Умань : Візаві, 2022. - 110 с.

References

Velychko L. P., Velychko S. P. (2003). Rozvytok vzaiemozviazku navchalnoho eksperymentu ta hrafichnoho metodu doslidzhennia teplovykh yavyshch v osnovnii shkoli [Development of the relationship between the educational experiment and the graphic method of researching thermal phenomena in primary school]. Nauko^^^yi svit, 129-138 [in Ukrainain]

Velychko S. P. (2002). Z dosvidu formuvannia ta rozvytku naukovo-doslidnoho myslennia maibutnikh uchyteliv fizyky [From the experience of formation and development of scientific and research thinking of future physics teachers]. Conference Proceedings: Democrac;y and education. 289-294 [in Ukrainain]

Velychko S. P. (2006) Podhotovka sovremennoho uchytelia fyzyky v uslovyiakh vnedrenyia kompiuternykh tekhnolohyi obuchenyia [Preparation of a modern physics teacher in the conditions of implementation of computer learning technologies]. Upravlenie kachestvom obucheniya v sisteme neprerivnogo professionalnogo obrazovaniya (v kontekste Bolonskoi deklaratsii) - Management of quality of education in the system of continuous professional education (in the context of the Bologna Declaration], Tom 1, 396-401 [in Ukrainain]

Velychko S. P., Somenko D. V., Slobodianyk O. V. (2013) Laboratornyi praktykum zi spetskursu «EOT u navchalno-vykhovnomu protsesi z fizyk y» posibn. dlia stud. fizmat. fak.-tu [Laboratory workshop on the special course ''EOT in the educational process of physics”ЃF manual, for students physics faculty]. S. P. Velychko (Eds.), Kirovohrad: RVV KDPU im. V. Vynnychenka [in Ukrainain]

Hrynevych L., Elkin O., Kalashnikova S. ta in.. (2016) Nova ukrai~nsk^ shkola: ko^tse^tual^i zasady reformuvannia serednoi shkoly [New Ukrainian school: conceptual principles of secondary school reform]. Hryshchenko M. (Eds.) (ukhvaleno rishenniam kolehii MON Ukrainy vid 27.10.2016) [[adopted by the decision of the board of the Ministry of Education and Culture of Ukraine dated October 27, 2016], 34 [in Ukrainain]

Mykolaiko V. V., Velychko S. P., Slobodianyk O. V. (2022) I~ndy^^^dual~ni zavdannia ta navchalni proekty do laboratornykh robit z kursu zahalnoi fizyky (Mekhanika. Molekuliarna fizyka): posib. z orh. indyvidualnoi roboty stud. ped. un-tiv [Individual tasks and educational projects for laboratory work from the course of general physics (Mechanics. Molecular physics): manual. with org. individual work of students. ped. Universities], 92 [in Ukrainain]

Mykolaiko V. V., Velychko S. P., Slobodianyk O. V. (2022) I^dy^^^dual~ni zavdannia ta navchalni proekty do laboratornykh robit z kursu zahalnoi fizyky (Elektryka i mahnetyzm. Optyka): posib. z orh. indyvidualnoi roboty stud. ped. un-tiv [Individual tasks and educational projects for laboratory work from the course of general physics (Electricity and magnetism. Optics): manual. with org. individual work of students. ped. U^i^ve^sities]. Uman : Vizavi, 92 [in Ukrainain]

Velychko, S. P. & Mykolaiko, V. V. (2023) Lazer u v^yklada^^^ p^^^^odnychykh dystsyplin: posib. dlia stud, fizyko-matematychnoho f-tu ped. zakl. vyshch. Osvity [Laser in the teaching of natural sciences: manual.for students pedagogue of physics and mathematics closing higher of education]. Uman : Vizavi, 190 [in Ukrainain]

Mykolaiko, V. V.ЃC& Velychko, S. P. (2023) Navchalnyi resurs «Fizyka. Lehko» yak chynnyk formuvannia aktyvnoi piznavalnoi diialnosti maibutnikh uchyteliv fizyky [Educational resource «Physics. Easy» as a factor in the formation of active cognitive activity of future physics teacheYS]. VII Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia «Ievropeiskyi naukovyi konhres» - Пє 7th International scientific and practical conference «European scientific congress». (pp. 90-96). Madrid, Spain [in Ukrainain]

Mykolaiko, V. V., & Velychko, S. P. Orhanizatsiia indyvidualnoi roboty studentiv zasobamy IKT u vykonanni laboratornykh robit z kursu fizyky na osnovi resursu «Fizyka. Lehko»: navch.posib. dlia stud. ped.un-tiv.Ch. 1: Mekhanika [Organization of individual work of students by means of ICT in the performance of laboratory work from the physics course based on the resource «Physics. Itfs easy»: education.manualfor students ped.universities Part 1: Mechanics]. S. P. Velychko (Eds.), Uman: Vizavi [in Ukrainain]

Mykolaiko, V. V., & Velychko, S. P. (2022) Orhanizatsiia i^dy^^^dual~no^ roboty studentiv zasobamy IKT u vykonanni laboratornykh robit z kursu fizyky na osnovi resursu «Fizyka. Lehko»: navch. posib. dlia stud. ped. un-tiv. Ch. 2: Molekuliarna fizyka i termodynamika [Organization of individual work of students by means of ICT in the performance of laboratory work from the physics course based on the resource "Physics. It's easy” ЃF education. manual for students ped. universities Part 2: Molecular physics and the^^ody^am^cs]. S. P. Velychko (Eds.), Uman: Vizavi [in Ukrainain]

Mykolaiko, V. V., & Velychko, S. P. (2022) Orhanizatsiia i^dy^^^dual~no^ roboty studentiv zasobamy IKT u vykonanni laboratornykh robit z kursu fizyky na osnovi resursu «Fizyka. Lehko»: navch. posib. dlia stud. ped. un-tiv. Ch. 3: Elektryka i mahnetyzm [Organization of individual work of students by means of ICT in the performance of laboratory work from the physics course based on the resource «Physics. Itfs easy» : education. manual for students ped. universities Part 3: Electricity and magnetism]. S. P. Velychko (Eds.), Uman: Vizavi [in Ukrainain]

Mykolaiko, V. V., & Velychko, S. P. (2022) Orhanizatsiia i^dy^^^dual~no^ roboty studentiv zasobamy IKT u vykonanni laboratornykh robit z kursu fizyky na osnovi resursu «Fizyka. Lehko»: navch. posib. dlia stud. ped. un-tiv. Ch. 4 : Optyka [Organization of individual work of students by means of ICT in the performance of laboratory work from the physics course based on the resource "Physics. It's easy” ЃF education. manual for students ped. universities Part 4: Optics].

S. P. Velychko (Eds.), Uman: Vizavi [in Ukrainain]

Размещено на Allbest.ru