Научтруд
Войти

Розробка методичного забезпечення курсу «Теоретична Фізика. Електродинаміка» (дистанційна форма навчання)

Научный труд разместил:
Gavriil
20 сентября 2020
Автор: Тарас Дідора

14. Гершунский Б. С. Профессиональная педагогика: учебник для студентов, обучающимся по педагогическим специальностям и направлениям. — М.: Ассоциация «Профессиональное образование», 1997. — 512 с.

15. Барматина И. В. Развитие информационной культуры студентов в процессе изучения информатики. Дис. канд. пед. наук: 13.00.02. — Новосибирск, 2005. — 269 с.
16. Макарова Н. В. Информатика и ИКТ: Методическое пособие для учителей. Часть 1. Информационная картина мира. — 2-е издание, Спб.: Питер, 2008.— 304 с.
17. Абдеев Р. Ф. Философия информационной цивилизации. — М.: ВЛАДОС, 1994. — 336 с.
18. Бирюков Б. В. Кибернетика и методология науки. — М.: Наука, 1974. — 326 с.
19. Закон Украши «Про авторське право i сумiжнi права». — К.: Парламентське видавництво, 1998. — 31 с.

Тарас Д1ДОРА, Серий МОХУН

РОЗРОБКА МЕТОДИЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КУРСУ «ТЕОРЕТИЧНА Ф1ЗИКА. ЕЛЕКТРОДИНАМ1КА» (ДИСТАНЦШНА ФОРМА НАВЧАННЯ)

У зв &язку з посттним розвитком суспшьства, процесами ттеграцп та глобалiзацii вища освiта зазнае помтних змт. Упродовж остантх десятирiч свтове ствтовариство охоплене процесом тфор-матизацп, який пов &язаний практично з усма сферами людськог дiяльностi, включаючи освiту. Саме за-вдяки новим Ыформацтним технологiям виникла нова — дистанцтна форма навчання. Як приклад реа-л1зацп принцитв дистанцтноЧ освти в статтi наводиться розроблений в межах Тернотльського нащ-онального педагогiчного утверситету мет Володимира Гнатюка дистанщйний курс «Теоретична ф1зи-ка. Електродинамiка».

Ключовi слова: дистанцшне навчання, технологiя, лекцiя, практичне заняття, поточний контроль, тдсумковий контроль, тести, ямсть знань, концепщя, електронний тдручник.

Система дистанщйного навчання базуеться на:

1) шдишдуально-ор1ентованому шдход1 навчання;
2) використанш комп&ютерних та мультимедшних технологш;
3) багаторазовш модульно-блочнш систем! навчання;
4) р1внощнност1 змкту дистанщйного та традицшного навчання.

Дистанцшне навчання (ДН) — шдиввдуал1зований процес передання [ засвоення знань, умшь, навичок [ способ1в тзнавально! д1яльност1 людини, який ввдбуваеться за опосередкова-но! взаемодп ввддалених один ввд одного учасниюв навчання у спещал1зованому середовищ1, яке створене на основ! сучасних психолого-педагопчних та шформащйно-комушкацшних технологш. Дистанцшне навчання — це навчання без кордошв, ввдкрите [ доступне для вс1х, неза-лежно ввд того мкця, де людина живе, навчання, а не самоосвгга.

Дистанцшне навчання мае цший ряд переваг у пор1внянш з традицшним навчанням, зокрема:

• ця технолопя бшьш гнучка, вона спрямована на тих, хто навчаеться, створюе студенту найзручтш умови для засвоення матер1алу протягом 24 годин на добу [ 7 дшв на тиждень;

• таке навчання дешевше;

• у дистанцшному навчанш змшюеться роль викладача. Вш перетворюеться на пом1ч-ника, наставника, що спрямовуе студента у процеа навчання;

• у бшьшост випадюв до дистанщйного навчання входить колективна робота над р1з-номаттними завданнями, проектами;

• процес здобуття знань у дистанщйному навчант — це самоспйна робота. Навчатися складтше, але яюсть здобутих знань — вища.

Дистанцшна освгта набула широкого поширення [ в Украш, у зв&язку з шформатизащею уих галузей виробничо! д1яльност1 людини, а також впровадженням шформацшно-комушка-цшних технологш в освпу. Зокрема була прийнята Концепция про дистанцшну освпу.

При створенш системи дистанщйно! освгга необхвдно у повному обсяз1 використати на-копичений у вищш школ1 Укра!ни науково-методичний потенщал, шформацшш ресурси та теНауков1 записки. Серш: Педагопка. — 2008. — №8 11

хнологп, досвiд у здiйсненнi дистанцiйного навчання, iснуючу спецiалiзовану телекомушкацш-ну шфраструктуру та мережу вищих навчальних закладiв Укра1ни.

На сьогоднiшнiй день велика кшьюсть навчальних закладiв в Украш здiйснюють реаль зацгю дистанцшно1 освгти та пiдготовку спецiалiстiв у цш галузi. Зокрема на базi Нацюнально-го технiчного утверситету КП1 створений Укра1нський iнститут iнформацiйних технологiй в освт НТУУ «КП1» (У11ТО). Проблемна лаборатс^я дистанцiйного навчання Нацюнального техшчного утверситету «Харювський полiтехнiчний шститут» розробила дистанцiйний курс для викладачiв. На 6o3i Нацiонального унiверситету «Львiвська полггехшка» створено 1нститут дистанцiйного навчання. Навчання здшснюеться на 6Q3i електронних шдручниюв, посiбникiв та iншого методичного забезпечення (включаючи контрольнi питання) в рiзних операцшних системах (DOS, Windows) iз застосуванням мультимедiйних засобiв. Центр дистанцшного навчання 1ФНТУНГ створений за наказом ректора 1вано-Франкшського нацiонального техшчного утверситету нафти i газу 14 лютого 2002 року. Основна мета — тдвищення рiвня пiдготовки студенлв заочно1 та стацюнарно1 форм навчання.

Майже ум вищi навчальнi заклади США можуть запропонувати дистанцiйну форму навчання. Спшкування та отримання знань за допомогою комп&ютера для бшьшоста студентiв США стало буденною справою. За результатами доповвд Мiжнародного унiверситету Джонса (США), до юнця 2004 року 90% унiверситетiв та коледжiв уже мали вiдкритi веб-курси; до юнца 2006 року бшьш нiж 5 мiльйонiв студенлв отримали освiту через 1нтернет. Як приклади ре-алiзацil дистанцшно1 освгга за кордоном також можна назвати:

• Свропейська Асощацш Дистанцшно1 Освгш (European Distance Education Network (EDEN). Неурядова оргатзащя, яка ставить за мету стимулювання розвитку дистан-щйно! освiти через залучення до ствпращ рiзноманiтних iнституцiй, фiрм та приват-них осiб, зацiкавлених в ДО;

• Центр дистанцшного навчання корпораци Томпсон. Понад 30 роюв здшснюе навчання та перетдготовку корпоративних кадр1в економiчного та управлiнського напряму в усьому свiтi;

• некомерцшний освiтнiй проект «Поколение.ги». Мета проекту — сприяння шформа-тизаци росшсько! освiти.

Iнформацiйнi технологи, якi використовуються у дистанцiйному навчаннi можна роздь лити на три групи:

• технологи подання освгшьо1 шформацп;

• технологи передачi освгшьо1 шформацп;

• технологи зберiгання й обробки освгшьо! шформацп.

До освiтнiх технологш, найбiльш пристосованих для використання в дистанцшному нав-чаннi, вiдносяться:

• ввдео-лекци;

• мультимедш-лекцц й лабораторт практикуми;

• електроннi мультимедiйнi тдручники;

• комп&ютернi навчальнi й тестуюч системи;

• iмiтацiйнi моделi й комп&ютерш тренажери;

• консультаци й тести з використанням телекомунiкацiйних засобгв;

• вщеоконференци.

Iнформацiйнi технологи — це апаратно-програмш засоби, що базуються на використант обчислювально1 технiки, забезпечують зберiгання й обробку освгшьо1 шформацп, доставку 11 учням, студентам, штерактивну взаемодж> студента з викладачем або педагопчним програм-ним засобом, а також тестування знань студента.

Як приклад реалiзацil принцишв дистанщйно1 освiти в межах нашого навчального закладу нами було розроблено методичне забезпечення дистанцшного курсу «Теоретична фiзика. Електродинамiка». Для оргашзацп даного курсу була використана система Moodle. Ця система дозволяе ефективно побудувати дистанцшний освiтнiй процес. Вона дае можливiсть групi уч-нiв (студентiв) працювати в колективi i спшьними зусиллями формувати знання. Вона мае ве-лику кшьюсть шструменлв, якi покликанi зробити процес навчання щкавим. Це, зокрема:

12

Науков1 записки. Серш: Педагопка. — 2008. — №8

• форум — тут обговорюються певт проблемнi ситуацп, питання, а також, кр1м прямого призначення, цей шструмент мае систему ощнювання поввдомлень не тiльки ме-режним викладачем, але й iншими студентами;

• глосарш — словник, який пояснюе ключовi термiни, що вживаються в rami або нав-чальному курсц

• редактор, вбудований у систему Moodle, також дозволяе органiзувати спшьну роботу студенпв. Користувачi можуть працювати разом над редагуванням одше! сторшки, вiдновленням i змiною ll змкту;

• семiнар — складний шструмент, що дозволяе оргашзувати обговорення й ощнювання рiзних аспектiв певно1 проблеми. Також система Moodle дозволяе оргатзувати on-line спiлкування мiж учнями чи студентами i мережним викладачем за допомогою ш-струмента «Чат».

Дистанцiйний курс «Електродинамжа» мiстить в собi:

• лекцп;

• практичн заняття (основнi теоретичт вiдомостi, приклади розв&язань основних типо-вих задач);

• поточний контроль знань (тести, контрольш завдання);

• тдсумковий контроль знань (екзамен);

• завдання для самостшно! та шдиввдуально! роботи студента.

Залежно вiд того, коли плануеться вивчати курс, у системi вказуеться дата початку курсу i термш його доступностi (послуги Дата початку курсу, Enrolment period), кшьюсть тем/тижтв (залежно вiд формату курсу).

Якщо курс знаходиться на етапi розробки, можна заборонити його перегляд усш корис-тувачам (послуга Доступнiсть). У процес роботи з курсом викладач iз вiдповiдними правами мае можливкть змiнити шаблон курсу без втрати введеного змкту курсу. Повний звгг реестра-цiй студентiв, використання навчальних ресурсiв, виконання завдань, участь у обговореннях запропонованих тем дозволяють контролювати навчальний процес, вчасно вносити необхвдт корективи. При розробцi методичного забезпечення даного курсу були розглянутi таю основш форми оргашзанп навчального процесу: лекцп, практичт заняття, контроль отриманих знань i вмiнь.

Для вивчення теоретичного матерiалу в системi дистанщйного навчання застосовуються таю види лекцш як ВМеолекци. У цьому випадку лекщя викладача записуеться на вiдеоплiвку. Методом нелiнiйного монтажу вона може бути доповнена мультимедiа додатками, яю шюст-рують виклад лекцп. MymmuMedia-MK^&i. Для самостшно! роботи над лекцшним матерiалом студенти використовують iнтерактивнi комп&ютерш навчальнi програми. Це навчальнi помб-ники, у яких теоретичний матерiал завдяки використанню мультимедiа засобiв структурований так, що кожен студент може вибрати для себе оптимальний шлях вивчення матерiалу, зручний темп роботи над курсом i спосiб вивчення, який максимально ввдповвдае психофiзiологiчним особливостям його сприйняття. Дистанцiйний теоретичний курс «Електродинамжа» мiстить 11 тем, яю розбитi на окремi лекцil. Загальна кшьюсть лекцш — 21.

Уи лекцп розмщеш у PDF-форматi, в формап презентацiй та у формап Flash Macromedia. Розподiл тем за лекщями здiйснений згiдно з Програмою навчального курсу «Теоретична фiзика. Електродинамiка» за вимогами кредитно-модульно! системи), затвердженою вченою радою Тернотльського нащонального педагопчного унiверситету iменi Володимира Гнатюка фiзико-математичного факультету.

Курс мiстить 6 змютовних модулiв:

ЗМ 1. Постшне електричне поле. Математичний апарат.

ЗМ 2. Електростатичне поле у вакуумг Постiйний електричний струм.

ЗМ 3. Стащонарне та квазiстацiонарне електромагнiтне поле.

ЗМ 4. Змiнне електромагнiтне поле.

ЗМ 5. Електромагштш хвилi. Випромiнювання електромагнiтних хвиль.

ЗМ 6. Релятивктська електродинамiка.

У рядi адаптованих до дистанщйного навчання форм оргашзацп практичних занять в ди-станц1йному курм «Теоретична фiзика. Електродинамiка» нами були використаш практичнi заШауков1 записки. Серш: Педагопка. — 2008. — №8 13

няття — розв&язання задач. Для устшного оволодiння прийомами розв&язання конкретних за-вдань можна видiлити три етапи. На першому етапi необхiдно попередне ознайомлення студента, учнiв з друкованими виданнями, у яких висвгтлена методика розв&язання конкретного типу задач: матерiалами, що мiстяться в базах даних, вiдео-лекцями, комп&ютерними тренажерами. На другому етат розглядаються завдання творчого характеру. На третьому етапi виконуються контрольнi роботи, що дозволяють перевiрити навички розв&язання конкретних завдань. Зпдно з Програмою навчального курсу «Теоретична фiзика. Електродинамжа» передбачено 36 год (18 занять), в^едених на практичш заняття. Практичнi заняття для дистанцшного курсу роз-робленi у форматах Macromedia Flash, PDF та Power Point

Педагогiчний контроль е одшею з основних форм оргашзаци навчального процесу, оскшьки дозволяе здiйснити перевiрку результатiв учбово-пiзнавальноi дiяльностi студентiв, педагопчно! майстерностi викладача i якостi створежи навчальноi системи. У системi ДО ви-користовуються майже всi можливi органiзацiйнi форми контролю, доповненi специально роз-робленими комп& ютерними програмами, що дозволяють зняти частину навантаження з викла-дача й пiдсилити ефектившсть та своечаснiсть контролю.

Поточний контроль допомагае диференщювати студентiв на встигаючих i невстигаю-чих, мотивуе навчання. Поточний контроль може бути оргашзований за допомогою усного опитування, контрольних завдань, перевiрки даних самоконтролю. При дистанцшному навчан-нi можливостi поточного контролю розширюються. Тут може здшснюватися традицiйний контроль викладачем курсу або тьютором, а також самоконтроль на основi спещально розроблених програм — тестiв або баз даних, що мктять тестовi завдання.

Формализований поточний контроль здшснюеться також за допомогою контрольних робгт, присланих по електроннш поштi або доступних через банк даних контрольних завдань.

Тематичний контроль передбачае оцшку результата певжи теми або роздiлу програми. Вш може бути органiзований за допомогою тих же педагопчних засобiв, що й поточний контроль — за допомогою теста, контрольних робгт, а також реферата, колокшушв. Перевiрку ре-фератiв можна здiйснити в режим off-line. Колоквiум реально провести за допомогою техноло-гiй on-line.

Для контролю якост засвоеного матерiалу курсу «Теоретична фiзика. Електродинамжа» передбачено виконання студентами письмових контрольних робгт. Контрольт роботи прово-дяться в юнщ вивчення кожноi теми. Кожна робота мктить вiд 18 до 25 варiантiв, у кожному варiантi одне теоретичне питання та 2-3 практичних. Таким чином, е можливкть оцiнити рi-вень володiння студентом як теоретичним матерiалом, так i навиками розв&язання задач. Для дистанцшного курсу розроблена система теста, яка включае тести трьох рiвнiв — ввд найпрос-тiшого до складшшого. Перший рiвень — питання з теоретичного курсу електродинамжи. Вони вимагають вiд студентiв знань основних формул, формулювання понять та закотв. Кшь-кiсть завдань першого рiвня у кожному тестi — 8. За кожне завдання студент отримуе 1 бал. При побудовi тестових завдань першого рiвня використовувалися завдання наступних типiв: 1. Вибiр правильжи вiдповiдi серед iснуючих.

Твердження: сила взаемоди / двох точкових зарядiв прямо пропорцiйна добутковi кiлько-стей електрики цих зарядiв е\\ i ег i обернено пропорцiйна квадратовi вiдстанi г мiж ними, е: (1 бал)

а) Законом Ампера;

б) законом Кулона;

в) законом Ньютона;

г) законом Фарадея.

2. Шдтвердити чи заперечити певне твердження (вибiр ввдповвдей «так — ш»).

Наприклад:

Наприклад:

а) Так;

14

Науков1 записки. Сер1я: Педагопка. — 2008. — №8

в) частково.

3. Вибiр зайво1 вщповда. Наприклад:

Виберiть зайву вiдповiдь. (1 бал) Рiвняння Максвелла для магштного поля а) divЯ = 0 — магштних зарядiв не кнуе;

\\lidS = 0в) гоН =) — магнiтне поле вихрове;

г) § М = £ I,;

д) АуВ = р .

4. Заповнити пропущен мiсця в реченш чи пропущенi мiсця в списку. Наприклад:

Заповнити пропущеш мкця в реченш правильними твердженнями. (1 бал)

Теорема Гауса дозволяе узгодити........... з теорiею............. У теоремi Гауса розглядаеться..............через................Для об&емних та поверхневих зарядiв теорема Гауса мае вигляд...........

а) форму рiвнянь електростатики; близькодп; потiк напруженостi електростатичного поля; довшьну замкнену поверхню; N = [§] Еп= — I § р с1У + § а ^

Е0 ^ V Е

б) р1вняння електродинaмiки ; далекоди; напружетсть електростатичного поля; довшь1 П

ний контур; N =—Е е1 ;

е0 ¡=1

в) форму рiвнянь електростатики; далекоди; потiк нaпруженостi; замкнуту поверхню; 1 п

N=г Ее;

0 I =1

г) рiвняння електродинaмiки; близькодп; потж нaпруженостi; замкнуту поверхню

N = — I §р dV + §а

Основна мета — перевiркa теоретичних знань. На цi питання е чотири-п&ять вaрiaнтiв вь дповвд. Завдання другого рiвня — це задач^ якi вимагають нескладних обчислень, володшня математичним та логiчним апаратом. Для них також передбачено чотири вaрiaнти ввдповвд. Кожна задача ощнюеться у 2 бали. Кiлькiсть задач у теста — 5. Наприклад:

Електричний заряд рiвномiрно розподiлений по кулi рaдiусом а. Знайти напружетсть поля всерединi i зовн кулi. ( 2 бали)

а) е =-Ра! Е = -Р- ■

а) Е1 е0г2&Е2 3К2 &

б) Е =_£. Е = ■

б) Е1 г2& Е2 е0К2&

в) е =-Р- г, Е2 =Ра3

Зе0 ЗЕ0 К

г) шша вiдповiдь.

Завдання третього рiвня — склaднiшi зaдaчi, за кожну задачу студент отримуе 3 бали, кь лькiсть задач — 4.

Приклад: Обчислити потж Фе вектора напруженост ЕП Е ^зь бiчну поверхню прямого кругового цилшдра, висота якого И = 20 см, а рaдiус основи — К = 10 см. Точковий заряд q = 0,3 мкКл мктиться: а) на осi цилшдра на середин висоти; б) у цен^ основи. (3 бали) Ввдповвдь: а) ФЕ=24 кВм; б) ФЕ=15,2 кВм. Тестування проводиться в кшщ вивчення кожно1 теми.

Науков1 записки. Серш: Педагопка. — 2008. — №8 15

Основною формою тдсумкового контролю е юпит. Вiн складаеться студентами в примь щеннi навчального закладу в присутност квалiфiкованого викладача. 1спит проводиться за ек-заменацiйними бiлетами, затвердженими на засщанш кафедри. Кожен бiлет мктить 2 теорети-чнi питання та одну задачу. Перелж теоретичних питань на екзамен мiстить 31 питання.

Також розроблено завдання для модульного контролю, яю передбачають 2 теоретичш питання та 3 практичнi завдання.

У системi ДО можливостi оргашзацп СРС розширюються. Самостiйна робота з дослвдни-цькою й навчальною лггературою на паперових носiях зберiгаеться як важлива ланка СРС у целому, але 11 основу тепер становить самостiйна робота з навчальними програмами, з тестуючи-ми системами, з шформацшними базами даних.

Система дистанцшного навчання передбачае використання рiзних педагогiчних техноло-гiй, що дозволяють реалiзувати творчi, дослiдницькi та iгровi форми проектно1 педагопчно1 дь яльноста, що формуе основу науково-дослвдно1 роботи студеилв.

Творчi проекти передбачають максимальний ступiнь свободи студентiв. Дослiдницькi проекти вiдрiзняються наявнiстю чiтко поставлених актуальних i важливих для учасникiв цшей, продумано1 й обгрунтовано1 структури, використання наукових методiв обробки й оформлення результатiв. Курс «Теоретична фiзика. Електродинамжа» передбачае 36 год самостшно1 роботи та 14 год шдиввдуально! роботи студеилв. Завдання для самостшно1 роботи: розв&язування задач на закрiплення теоретичного матерiалу за темами; самостiйне опрацювання теоретичного матерiалу з тем, який не було розглянуто в процем читання лекцш та проведення практичних занять.

Кожен студент протягом семестру повинен розв&язати i належним чином оформити шди-вiдуальний перелiк восьми задач. Оформлення шдиввдуального наукового дослвдного завдання здiйснюеться шляхом комп&ютерного набору, представлення електронного варiанту розв&язку та розв&язку у друкованому виглядг За шдивщуальне навчально-дослiдне завдання студент максимально отримуе 10 балш.

Отже, при реалiзацil дистанцшно1 форми навчання було використано методичш розробки уЫх форм традицiйного навчання курсу «Електродинамжа» з урахуванням шформатизацп освь ти та шдив^альних особливостей кожного студента. При розробщ курсу велика роль выводиться Iнтернет-технологiям, комп&ютерному забезпеченню, що е важливим для всебiчного ро-звитку студентiв, розширення можливостей студентiв в навчальному процесi. Дистанцшний курс «Електродинамiка» сприяе кращiй оргашзацп самостшно! роботи студентiв, формуванню навичок опрацювання велико1 кiлькостi шформаци з використанням мультимедiйних засобiв, нашгаци студенив у iнформацiйному просторi. Також широке використання 1нтернет-технологiй сприяе широкому доступу студенив до iнформацiйних ресурсш iнших навчальних закладiв.

Л1ТЕРАТУРА

1. Андреев А. А., Солдаткин В. И. Дистанционное обучение: сущность, технология, организация. — М.: Изд-во МЗСИ, 1999. — 196 с.
2. Антонова С. Г. Информатизация и информационная культура личности // Информационная культура личности: прошлое, настоящее, будущее. Международная научная конференция. Краснодар — Новороссийск — 11-16 сентября — 1996. — С. 50-51.
3. Жалдак М. И. Система подготовки учителя к использованию информационной технологии в учебном процессе. — Автореф. дисс. докт. пед. наук. — М.: 1989. — 48 с.
4. Пидкасистный П. И. Самостоятельная познавательная деятельность школьников в обучении. — М.: Педагогика, 1980. — 240 с.
5. Полат Е. С. Теория и практика дистанционного образования. Материалы конференции «Интернет, общество, личность». — СПб., 2000. — 67 с.
6. Яценко Т. Н. Управление учебной деятельностью школьников с использованием персональных компьютеров: Дис. канд. пед. наук. — Бердянск, 1998. — 269 с.
7. edu-teacher.kharkov.com
16

Науков1 записки. Серш: Педагопка. — 2008. — №8

дистанційне навчання технологія лекція практичне заняття поточний контроль підсумковий контроль тести якість знань концепція електронний підручник
Другие работы в данной теме: