Диссертация на соискание ученой степени

Вид материала

Содержание

Глава i. новые информационные и телекоммуни-кационные технологии и их использование в преподавании физики и астроноии
Глава ii. совершенствование методики преподавания астрономии и физики на основе комплексного использования программно-педагогиче
Глава iii. методика учебной работы с комплексами программно-педагогических и телекоммуникационных средств на примере комплекса п
Глава iv экспериментальное обоснование применения комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств в преподава
Материалы конференций
В первой главе
Во второй главе
В третьей главе
В четвертой главе
Глава I. НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРЕПОДАВАНИИ физики И АСТРОНОМИИ
I.2. Использование программно-педагогических и телекоммуникационных средств в преподавании астрономии и физики
Использование возможностей ПК для интенсификации
Элементы процесса усвоения
I.3. Психолого-педагогический аспект активизации познавательной самостоятельности при применении новых информационных технологий
Исследования, посвященные педагогическим аспектам понятия
Глава II. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ АСТРОНОМИИ и физики НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММНО-ПЕДАГОГИЧЕ
II.1. Анализ существующих компьютерных мультимедийных курсов и методика их применения в курсах астрономии и физики в средней шко
Перечень программно-педагогических средств
Краткая характеристика
Encyclopedia of science
...
Полное содержание

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Гомулина Наталия Николаевна

ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ И

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ШКОЛЬНОМ

ФИЗИЧЕСКОМ И АСТРОНОМИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ

13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания
(астрономия)

13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания
(физика)

Диссертация на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Научные руководители:

док. физ.-мат. наук, проф. Чаругин В.М.

док. пед. наук, проф. Шаронова Н.В.

Москва – 2003

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ	4
ГЛАВА I. НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ И ТЕЛЕКОММУНИ-КАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ И АСТРОНОИИ	23
I.1. Психолого-педагогические основы использования информационных и телекоммуникационных технологий в учебном процессе	23
I.2. Использование программно-педагогических и телекоммуникационных средств в преподавании астрономии и физики	38
I.3. Психолого-педагогический аспект активизации познавательной самостоятельности при применении новых информационных технологий	45
ГЛАВА II. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ АСТРОНОМИИ И ФИЗИКИ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СРЕДСТВ	55
II.1. Анализ существующих компьютерных мультимедийных курсов и методика их применения в курсах астрономии и физики в средней школе	55
II.2. Методика применения телекоммуникационных средств в преподавании астрономии и физики	74
II.3. Подготовка учителей к применению новых информационных и телекоммуникационных технологий в преподавании астрономии и физики	84
ГЛАВА III. МЕТОДИКА УЧЕБНОЙ РАБОТЫ С КОМПЛЕКСАМИ ПРОГРАММНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СРЕДСТВ НА ПРИМЕРЕ КОМПЛЕКСА ПО АСТРОНОМИИ	98
III.1. Сущность, цели и содержание астрономического образования в современной школе и проблемы интеграции астрономии и физики	98
III.2. Требования к содержанию и структуре комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств	111
III.3. Содержание и дидактические возможности мультимедийного курса «Открытая Астрономия» и телекоммуникационных средств по астрономии	122
III.4. Методика использования мультимедийного курса «Открытая Астрономия» и телекоммуникационных средств по астрономии	127
ГЛАВА IV ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СРЕДСТВ В ПРЕПОДАВАНИИ АСТРОНОМИИ И ФИЗИКИ	152
IV.1. Общая характеристика экспериментального аспекта исследования	152
IV.2. Констатирующий этап	157
IV.3. Поисковый этап	170
IV.4. Обучающий этап	184
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	199
ЛИТЕРАТУРА	202
ПРИЛОЖЕНИЯ	238

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях интенсивного развития информационных технологий возникает необходимость в создании иной образовательной среды. В настоящее время актуальным является вопрос использования программно-педагогических и телекоммуникационных средств в учебном процессе школы и, в частности, при обучении физике и астрономии.

Современные мультимедийные компьютерные программы и телекоммуникационные технологии открывают учащимся доступ к нетрадиционным источникам информации – электронным гипертекстовым учебникам, образовательным сайтам, системам дистанционного обучения и т.п., это призвано повысить эффективность развития познавательной самостоятельности и дать новые возможности для творческого роста школьников.

Развитие информационных и телекоммуникационных технологий идет настолько быстро, что существующие педагогические исследования не успевают проанализировать новые методы, формы и средства обучения физике и астрономии.

Наибольшее количество диссертационных исследований по внедрению информационных и телекоммуникационных технологий посвящено вопросам методики преподавания информатики в средней и высшей школе (Андреев А.А., Апатова Н.В., Бурнусова О.В, Шелухина А.В.). Ряд исследований был посвящен вопросам формирования профессиональной компетентности учителя информатики в условиях информатизации образования (Добудько Т.В.); системе подготовки учителя к использованию информационных технологий в учебном процессе (Жалдак М.И.); дидактическим основам формирования готовности будущего учителя информатики к использованию новых информационных технологий (Кручинина Г.А.); методическим основам подготовки будущего учителя информатики к использованию технологий компьютерного обучения (Марусева И.В.); методике формирования информационно-технологической составляющей профессиональной культуры учителя (Молоткова Н.В.); информационно-динамической обучающей среде как фактору развития информационной культуры будущего учителя (Сизинцева Н.А.). Теоретические основы разработки и использования средств информационных и коммуникационных технологий в личностно ориентированном обучении рассматриваются в исследовании Панюковой С.В. Теоретические основы создания и использования средств информатизации образования рассматриваются в исследовании Роберт И.В.

Многие диссертационные исследования затрагивают различные аспекты информатизации процесса обучения астрономии и физике.

Вопросам теории и методики применения компьютеров в обучении физике посвящены исследования Анциферова Л.И., Извозчикова В.А., Кондратьева А.С., Лаптева В.В., Смирнова А.В. и др. Частным вопросам методики преподавания физики с использованием информационных технологий посвящены исследования Абросимова П.В. и Светлицкого С.Л. Методике организации учебного физического эксперимента с использованием компьютера как средство индивидуализации обучения в школе посвящено исследование Клевицкого В.В., методике использования ЭВМ как средства развития мышления учащихся при обучении физике – исследование Чекулаевой М.Е. Исследование Нуркаевой И.М. посвящено методике организации самостоятельной работы учащихся с компьютерными моделирующими программами на занятиях по физике. Вопросы использования компьютерных физических датчиков в школьном лабораторном эксперименте и методика организации различных видов учебной деятельности при изучении физики рассматривалась в исследовании Ездова А.А. В исследовании Медведева О.Б. рассматриваются глобальные компьютерные телекоммуникации в работе учителей физики и естествознания.

В исследовании Горбуновой И.Б. рассмотрены вопросы повышения операционности знаний по физике с использованием новых компьютерных технологий. Есть и исследования, затрагивающие вопросы формирования информационной культуры учащихся основной школы в процессе обучения физике (Харитонов А.Ю.), развития исследовательских умений учащихся при использовании компьютеров в процессе выполнения лабораторных работ на уроках физики (Сельдяев В.П.). В диссертационном исследовании Жукова Л.В. рассматриваются теоретические основы методики астрономической подготовки учителя физики. Вопросы применения информационных технологий рассматриваются в диссертационных исследованиях Паболкова И.В. и Белоозеров Л.

Однако, вопросы подготовленности учителей физики и астрономии к применению новых современных информационных и телекоммуникационных технологий в обучении практически не рассматривались. Также нет исследований, посвященных современным проблемам применения новых информационных и телекоммуникационных технологий в школьном физическом и астрономическом образовании.

Анализ научно-методических исследований и современного состояния школьного физического и астрономического образования позволяет говорить о существовании целого комплекса противоречий:

между требованиями современной педагогической парадигмы, выдвигающей на первый план идею развития личности и рассматривающей учебные предметы (физику и астрономию) как средство развития учащихся, и ориентацией учителей на формирование у учащихся, в основном, знаний и умений;
между возможностями компьютерного обучения и отсутствием системы применения современных информационных и телекоммуникационных технологий в обучении физике и астрономии;
между значительным количеством работ в области информационных технологий и практическим отсутствием методики применения совокупности различных средств новых информационных технологий в обучении физике и астрономии в школе.

Это делает актуальной тему исследования «Применение новых информационных и телекоммуникационных технологий в школьном физическом и астрономическом образовании».

Цель исследования состоит в решении вопроса, какой должна быть совокупность современных информационных и телекоммуникационных технологий в преподавании астрономии и физики, которая бы обеспечивала повышение качества физического и астрономического образования на основе создания и внедрения комплекса программно-педагогических и учебно-методических телекоммуникационных средств по астрономии и физике.

Объектом исследования является процесс обучения астрономии и физике в средней школе.

Предметом исследования является применение современных информационных и телекоммуникационных технологий в обучении физике и астрономии в средней школе.

В ходе исследования была выдвинута и сформулирована гипотеза исследования: если разработать программно-педагогические средства (ППС) по астрономии и физике, удовлетворяющие современным представлениям о мультимедийных обучающих курсах, а также соответствующие телекоммуникационные средства и методику их применения, то комплексное применение совокупности программно-педагогических и телекоммуникационных средств обучения астрономии и физике повысит интерес учащихся к науке, будет способствовать развитию познавательной самостоятельности, улучшит качество знаний учащихся.

Исходя из сформулированной гипотезы, для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:

провести анализ научной, психолого-педагогической, методической литературы и диссертационных исследований, посвященных проблеме использования новых компьютерных технологий в образовании в целом, а также вопросам применения компьютерных программных и телекоммуникационных средств в преподавании астрономии и физики;
провести анализ современных ППС по астрономии и физике;
определить дидактические требования к программно-педагогическим и телекоммуникационным средствам обучения астрономии и физики;
разработать комплекс программно-педагогических и телекоммуникационных средств обучения астрономии и физике;
определить наиболее целесообразные методы применения и разработать учебно-методические материалы по использованию создаваемых ППС и современных телекоммуникационных средств по астрономии и физике;
разработать модели учебной деятельности, использующие информационные и коммуникационные технологии, учитывающие вариативность и индивидуализацию общего образования;
разработать и внедрить соответствующую программу повышения квалификации учителей физики и астрономии, направленную на подготовку к комплексному применению в процессе обучения ППС и телекоммуникационных средств;
экспериментально проверить эффективность методики применения разработанного комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств обучения астрономии и физике.

Методологической основой исследования стали философские представления о современном информационном обществе, основные положения парадигмы личностно-ориентированного обучения, работы, посвященные вопросам теории, методологии и практике обучения астрономии и физике.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы и виды деятельности:

изучение философской, психолого-педагогической и научно-методической литературы по исследуемой проблеме;
изучение и анализ передового педагогического опыта;
изучение содержания учебных планов, программ, учебников, дидактических пособий по астрономии и физике;
конструирование комплекса программно-педагогических и учебных телекоммуникационных средств по астрономии и физике, направленных не только на улучшение качества знаний, но и на формирование информационной культуры учащихся, развитие познавательной самостоятельности учащихся;
моделирование учебной деятельности на основе информационных и коммуникационных технологий с учетом вариативности и индивидуализации общего образования;
моделирование методики применения в учебных целях компьютерных дидактических средств;
беседы, анкетирование, опрос и экспертная оценка;
экспериментальное преподавание с использованием разработанного комплекса компьютерных программ и телекоммуникационных средств;
анализ научно-исследовательских и поисковых работ учащихся по астрономии с применением комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств по астрономии.
педагогический эксперимент во всех его формах (констатирующий, поисковый, обучающий) с целью проверки гипотезы исследования и статистическая обработка данных педагогического эксперимента.

Базой исследования являлись гимназии №№ 1541, 1543, 1567 г. Москвы, средние общеобразовательные школы №№ 659, 1304, 1216, 591, 65, 637, 56, 1131 г. Москвы, Центр образования г. Зеленогорска Красноярской области.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

определены дидактические требования к современным программно-педагогическим и телекоммуникационным средствам обучения астрономии и физике (соответствие обязательному минимуму физического образования, интерактивность компьютерных моделей, обратная связь, обеспечение условий для формирования исследовательских умений, единство обучающей и контролирующей функций, разнообразие видов и дифференцированность заданий, соответствие возможностям учащихся и наличие условий для индивидуального роста);

разработана и внедрена структура комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств по астрономии и физике (электронный учебник, содержащий интерактивные модели, электронный учебник, размещенный в ИНТЕРНЕТ в свободном доступе, методическая поддержка с помощью страниц «Учителю», система дистанционного обучения учащихся, поиск информации и обзор ресурсов в ИНТЕРНЕТ, дистанционные конкурсы и олимпиады);
созданы программно-педагогические средства и телекоммуникационные средства по астрономии (мультимедийный курс «Открытая Астрономия», дистанционная олимпиада по астрономии и др.) и физике (компьютерные лабораторные работы по электродинамике, оптике, модели «On-line лаборатории по физике» и др.);
предложены модели учебной деятельности, использующие информационные и телекоммуникационные технологии, учитывающие вариативность и индивидуализацию общего образования и направленные на развитие познавательной самостоятельности учащихся;
разработана и внедрена система повышения квалификации учителей физики и астрономии, направленная на комплексное применение ППС и телекоммуникационных средств в процессе обучения астрономии и физике и включающая обучение методам анализа и оценки ППС и телекоммуникационных средств, работе с интерактивными моделями и телекоммуникационными «On-line» моделирующими средами, разработке моделей уроков с применением ППС и телекоммуникационных средств обучения, поиску информации в ИНТЕРНЕТ.

Теоретическая значимость исследования определяется тем, что:

обоснована особая роль применения ППС и телекоммуникационных средств в обучении астрономии и физике, рассматривающих модели непосредственно не воспринимаемых объектов и явлений мега- и микромасштабов;
доказана необходимость и целесообразность применения при обучении астрономии и физике ППС и телекоммуникационных средств в единстве;
выявлено положительное влияние комплексного применения ПП и телекоммуникационных средств на развитие познавательной самостоятельности учащихся.

Практическое значение исследования заключается в разработке:

плана компьютерного курса, текста электронного учебника, структуры компьютерных анимационных и интерактивных моделей мультимедийного курса «Открытая Астрономия»;
методики проведения дистанционных уроков по астрономии и физике;
практических рекомендаций по использованию телекоммуникационной виртуальной «on-line лаборатории» по физике и компьютерных лабораторных работ по физике;
компьютерных лабораторных работ по электродинамике, оптике и квантовой физике;
системы телекоммуникационных технологий обучения астрономии и физике со структурой обратной связи;
комплекса учебных телекоммуникационных средств, в создании в создании специального учебного сайта по астрономии;
методических рекомендаций по применению комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств по астрономии и физике в основной и полной (старшей) школе;
программы и методических рекомендаций курсов повышения квалификации учителей физики и астрономии, направленной на применение в обучении системы компьютерных технологий; научно-методического сайта для учителей физики и астрономии.

На защиту выносятся следующие положения:

В преподавании астрономии и физики целесообразно применение ППС и телекоммуникационных средств в единстве. Применение ППС и телекоммуникационных средств целесообразно реализовывать в рамках таких моделей учебной деятельности, как 1) интерактивное моделирование, 2) «On-line лаборатория по физике», 3) дистанционные олимпиады, 4) компьютерные лабораторные работы, 5) дистанционный урок.
ППС и телекоммуникационные средства должны удовлетворять требованиям: 1) соответствия обязательному минимуму физического образования и одновременного превышения этого минимума, 2) интерактивности компьютерных моделей, 3) обратной связи, 4) обеспечения условий для формирования исследовательских умений, 5) единства обучающей и контролирующей функций, 6) разнообразия видов и дифференцированности заданий, 7) соответствия возможностям учащихся и создание условий для индивидуального роста.
Комплекс программно-педагогических и телекоммуникационных средств по астрономии и физике должен включать: 1) электронный учебник, содержащий интерактивные модели, 2) электронный учебник, размещенный в Интернет в свободном доступе, 3) обеспечение методической поддержки и обмен опытом через Интернет с помощью страниц «Учителю», систему дистанционного обучения учащихся, 4) систему дистанционного обучения учащихся, 5) поиск информации и обзор ресурсов в Интернет, 6) дистанционные конкурсы и олимпиады.
Повышение познавательной самостоятельности учащихся при применении современных информационных технологий в обучении астрономии и физике достигается при комплексном применении современных ППС и телекоммуникационных средств обучения.
Для подготовки учителя физики и астрономии комплексному применению ППС и телекоммуникационных средств в обучении в систему повышения квалификации целесообразно включить обучение: 1) методам анализа и оценки ППС и телекоммуникационных средств, 2) работе с интерактивными моделями, 3) работе с телекоммуникационными «On-line» моделирующими средами, 4) разработке моделей уроков с применением ППС и телекоммуникационных средств обучения, 5) поиску информации в Интернете.

Апробация исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на:

Конференции I Съезда учителей астрономии Российской Федерации и Стран Содружества, г.Черноголовка, 10 – 14 декабря 1998 г.
II Всероссийской научно-практической конференции «Астрономия в системе современного образования»,Санкт-Петербург,25-27марта 1998г.
IX международной конференции «Информационные технологии в образовании –99», Москва, 9 – 12 ноября 1999г.
Международной конференции по астрофизике «Jenam 2000», секция «Астрономическое образование», Москва, 25-31 июня 2000 г.
Научно-практическом семинаре «Использование информационных технологий в преподавании физики» в Институте общего среднего образования РАО, Москва, 18 сентября 2000 г.
Х международной конференции «Информационные технологии в образовании –2000», Москва, 7 – 12 ноября 2000 г.
Научно-практическом семинаре «Современная образовательная среда на рубеже XXI века», Москва, ВВЦ, 20 – 23 декабря 2000 г.
Научно-практическом семинаре «Поставки компьютерной техники и программного обеспечения в рамках программы информатизации сельской школы» в Федерации Интернет Образования, Москва, 22 мая 2001 г.
Шестой международной конференции «Физика в системе современного образования», г. Ярославль, 28-31 мая 2001 г.
XI международной конференции «Информационные технологии в образовании –2001», Москва, 5 – 9 ноября 2001 г.
III международной научно-практической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и ВУЗ», Москва, 11 – 14 марта 2002 г.
III Всероссийской научно-практической конференции «Современная астрономия и методика ее преподавания», Санкт-Петербург, 27 – 29 марта 2002 г.
XIII Международной конференции «Применение новых технологий в образовании», Троицк, 28 – 29 июня 2002 г.
XII международной конференции «Информационные технологии в образовании –2002», Москва, 5 – 9 ноября 2002г.

Материалы исследования отражены в следующих публикациях:

Методические рекомендации и статьи:

Гомулина Н.Н. «Открытая физика 2.0» и «Открытая Астрономия» – новый шаг. Компьютер в школе: №3/ 2000. – С. 8 – 11.
Гомулина Н.Н. Обучающие интерактивные компьютерные курсы и имитационные программы по физике //Физика в школе. М.: № 8/ 2000. – С. 69 – 74.
Гомулина Н.Н. Дистанционный урок «Лабораторная работа «Солнечная активность» // Золотая рыбка в «СЕТИ». Интернет – технологии в средней школе (Практическое руководство). М.: Прожект Хармони, Инк., 2001. – С. 93 – 97.
Гомулина Н.Н. Дистанционный урок «Галактики» // Золотая рыбка в «СЕТИ». Интернет – технологии в средней школе практическое руководство. М.: Прожект Хармони, Инк., 2001. – С. 97 – 102.
Гомулина Н.Н. Поиск информации по астрономии в Интернете //Физика в школе. М.: № 1 / 2001 – С. 62 –67.
Гомулина Н.Н. Поиск информации в Интернете // Я иду на урок астрономии. Звездное небо. 11 класс. Книга для учителя.: М.: «Первое сентября». 2001. С. 276 – 284.
Соболева Н.Н., Гомулина Н.Н., Брагин В.Е., Мамонтов Д.И., Касьянов О.А. Электронный учебник нового поколения // Информатика и образование. М.: №6/2002. – С. 67 –76. (20% авторских).

Методические рекомендации и статьи в газете «Физика», приложение к газете «Первое сентября»:

Гомулина Н.Н. Юшина И.Е., Компьютерные коммуникации. Вариативная программа интегрированного курса астрономии и информатики, //Физика: Приложение к газете «Первое сентября» № 46 /1998. – С.1 – 2 (50% авторских).
Гомулина Н.Н. Компьютерные технологии и современный урок физики и астрономии. Обучающие компьютерные программы и имитационные программы по физике, //Физика: Приложение к газете «Первое сентября» № 20/ 1998. – С. 2
Гомулина Н.Н. Компьютерные обучающие и демонстрационные программы //Физика: Приложение к газете «Первое сентября» №12/1999-С.2.
Белостоцкий П.И., Максимова Г.Ю., Гомулина Н.Н. Компьютерные технологии: современный урок физики и астрономии.// Физика: Приложение к газете «Первое сентября» № 20/ 1999. – С. 3, с. 13 (30% авторских).
Гомулина Н.Н., Михайлов С.В. Методика использования интерактивных компьютерных курсов с элементами дистанционного образования. //Физика: Приложение к газете «Первое сентября» № 39/ 2000. – С. 11 –13 (50% авторских).
Гомулина Н.Н. Урок физики с использованием компьютерных технологий //Физика: Приложение к газете «Первое сентября»№16/2000.С. 14.
Демидова М.Ю., Гомулина Н.Н., Галкина Т.А. Итоговый тест по астрономии. //– Физика: Приложение к газете «Первое сентября» № 14/ 2000. С. 14 – 15 (30% авторских).
Гомулина Н.Н. Астрономия через Интернет: Дистанционный урок «Солнечная активность»// Физика: Приложение к газете «Первое сентября» № 23 / 2001. – С. 1 – 3.
Гомулина Н.Н. Поиск информации по астрономии в Интернете // Физика: Приложение к газете «Первое сентября» № 2/ 2001 – С. 2 – 4.
Гомулина Н.Н. «Открытая Астрономия». Авторский компьютерный курс. Методические рекомендации по использованию в рамках курсов «Естествознание», «Природоведение». 5-й класс.//Физика:Приложение к газете «Первое сентября» №2 / 2002. – С. 1 – 8, №6 /2002. – С. 1–3.
Гомулина Н.Н., Андреева Е.И. Виртуальная «On-line лаборатория». Проблемы использования современных телекоммуникационных технологий в процессе обучения физике // Физика: Приложение к газете «Первое сентября» № 18/ 2002 – С. 1 –3 (50% авторских).

Материалы конференций:

Гомулина Н.Н. Вариативная программа интегрированного курса астрономии и информатики // Материалы 1 Съезда учителей астрономии Российской Федерации и Стран Содружества, г. Черноголовка, УЭ НЦЧ РАН, 1998. – С. 4.
Гомулина Н.Н. Вопросы интеграции курсов физики и астрономии // Материалы II Всероссийской конференции «Астрономия в системе современного образования», – СПб.: Издательство РГПУ им. А.И. Герцена. 1998. – С. 122-123.
Гомулина Н.Н. Компьютерные коммуникации и проектная учебная деятельность школьников по физике и астрономии.// Материалы международной конференции «Информационные технологии в образовании». М.: МИФИ, 1999. – С. 207-208.
Гомулина Н.Н. Компьютерные коммуникации и проектная учебная деятельность школьников по физике и астрономии. // Материалы международной конференции «Информационные технологии в образовании»: сборник трудов. Часть 2. М.: МИФИ, том 2, 1999. – С. 207 – 208.
Гомулина Н.Н., Мамонтов Д.И. Технология создания интерактивного компьютерного курса «Открытая астрономия» // Материалы международной конференции «Информационные технологии в образовании»: сборник трудов участников конференции. Часть 2 М.: МИФИ. 2000. – С. 18 – 21 (50% авторских).
Gomulina N.N. Design and research school activity of schoolchildren in astronomy in the secondary school / Материалы международной конференции по астрофизике «Jenam 2000».– М.:GEOS, 2000. С. 96.
Mamontov D.I., Gomulina N.N. Development of education computer course «Open Astronomy». Материалы международной конференции по астрофизике «Jenam 2000»., – М.: EOS, 2000. – С. 197 (50% авторских).
Гомулина Н.Н., Михайлов С.В. Технология использования интерактивных компьютерных курсов с элементами дистанционного образования на уроках физики и астрономии. //Материалы международной конференции «Информационные технологии в образовании»: сборник трудов участников конференции. Часть 3.  М.: МИФИ. 2000. – С. 42 – 43 (50% авторских).
Гомулина Н.Н. Современный урок физики и астрономии и мультимедийные обучающие курсы нового поколения «Открытая физика 2.0» и «Открытая астрономия» с элементами дистанционного обучения. // Материалы шестой международной конференции «Физика в системе современного образования». – Ярославль: Изд – во ЯГПУ им. К.Д. Ушинского. Том III. 2001 г. – С 40-43.
Гомулина Н.Н, Мамонтов Д.И. Технология создания и внедрения комплекса программно-педагогических и учебно-методических телекоммуникационных средств по астрономии. // Материалы XI международной конференции «Информационные технологии в образовании»: сборник трудов участников конференции. Часть 4. – М.: МИФИ, 2001. – С. 18 – 21 (50% авторских).
Галкина Т.А., Гомулина Н.Н. Интенсивное использование возможностей современных компьютерных технологий и их взаимодействие с реальными наблюдениями при организации исследовательской деятельности на уроках астрономии в средней школе // Материалы XI международной конференции «Информационные технологии в образовании»: сборник трудов участников конференции. Часть 3. – М.: МИФИ, 2001 – С. 17 –20 (50% авторских).
Гомулина Н.Н. Новый обязательный минимум знаний по физике, содержащий вопросы по астрономии. // III Всероссийская научно-практической конференция «Современная астрономия и методика ее преподавания», Санкт-Петербург, 27 – 29 марта 2002. С. 119.
Гомулина Н.Н. Создание комплекса компьютерных и телекоммуникационных средств обучения астрономии. III Всероссийская научно-практической конференция «Современная астрономия и методика ее преподавания», Санкт-Петербург, 27 – 29 марта 2002. С.20 – 23.
Гомулина Н.Н. Самостоятельное конструирование интерактивных экспериментов по физике с использованием телекоммуникационных средств обучения // Материалы XIII Международной конференции «Применение новых технологий в образовании», Троицк, 28 – 29 июня 2002. Изд-во Тровант. – С.25 – 26.

Электронные публикации:

Зинковский В.И., Гомулина Н.Н. Примерное поурочное планирование с использованием компьютерного курса «Открытая Астрономия». Долгопрудный: ФИЗИКОН, 2001. с. 64 (50% авторских).
Гомулина Н.Н., Соболева Н.Н., Сурдин В.Г., Мамонтов Д.И. и др. CD-ROM Открытая Астрономия 2.0//М.:ВНТИЦ, 50200100438, 2001. (90% авторских).
Соболева Н.Н., Гомулина Н.Н. и др. CD-ROM Открытая Физика 2.5 часть 1//М.:ВНТИЦ, 0000014, 2002. (10% авторских).
Соболева Н.Н., Гомулина Н.Н. и др. CD-ROM Открытая Физика 2.5 часть 2//М.:ВНТИЦ, 0000015, 2002. (15% авторских).

Структура и объем диссертации:

Диссертационное исследование объемом 239 страниц основного текста (всего 332 страницы) состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 411 наименований, 15 приложений. Содержит 34 таблицы, 13 диаграмм, 39 рисунков.

В первой главе «Новые информационные и телекоммуникационные технологии и их использование в преподавании физики и астрономии» рассматриваются современные аспекты использования программно-педагогических и телекоммуникационных средств в обучении.

В результате проведенного теоретического анализа психолого-педагогической литературы выявлено, что исследования влияния новых информационных технологий на процесс обучения достаточно разнообразны и многочисленны, однако, исследований целесообразности установления взаимосвязей программно-педагогических средств и поддержки ППС через Интернет не проводились. Не исследовались вопросы повышения продуктивности применения современных информационных и телекоммуникационных технологий в учебном процессе для повышения познавательной самостоятельности учащихся.

Не рассмотрены также и более частные вопросы методики использования телекоммуникационных средств в обучении физике и астрономии: общение с помощью электронной почты, участие в телеконференциях и учебных форумах, участие в дистанционных олимпиадах. Не исследованы в достаточной мере вопросы сотрудничества между учителями и учащимися разных учебных заведений и разных регионов по достижению общей цели в решении телекоммуникационных учебно-исследовательских проектов.

Не рассмотрены методические особенности организации дистанционного обучения как учащихся, так и учителей, дистанционного повышения квалификации учителей, на базе компьютерных телекоммуникаций в физике и астрономии.

Анализ научно-методических исследований по проблеме познавательной самостоятельности выявил, что уровни познавательной самостоятельности (репродуктивный, частично-поисковый и исследовательский) соответствуют характеру познавательной деятельности учащихся. Было выдвинуто предположение о том, что комплексное применение новых информационных и телекоммуникационных технологий может влиять на повышение познавательной самостоятельности учащихся.

Во второй главе «Совершенствование методики преподавания астрономии и физики на основе комплексного использования программно-педагогических и телекоммуникационных средств» рассматриваются цели и методы применения информационных и телекоммуникационных технологий. Анализируются методические возможности применения современных ППС и телекоммуникационных средств обучения астрономии и физике.

Определены дидактические требования к современные ППС и телекоммуникационным средствам обучения. Анализ имеющихся программно-педагогических средств по астрономии позволил сделать вывод о том, что создание мультимедийного курса по астрономии, содержащего учебные интерактивные модели, тренирующе-тестирующий блок, интегрированный с базой задач, ориентированный не только на работу на локальном компьютере, но и в локальных сетях, и в Интернет, является актуальной задачей.

Определены наиболее целесообразные методы применения и разработаны учебно-методические материалы по использованию создаваемых ППС по физике. Проанализированы дидактические возможности имеющихся программно-педагогических средств по физике, разработана структура, тесты и задания, проверяемые интерактивным экспериментом, методика проведения 14 компьютерных лабораторных работ по физике для мультимедийного курса «Открытая Физика 2.5».

Разработаны модели учебной деятельности, использующие информационные и телекоммуникационные технологии, учитывающие вариативность и индивидуализацию общего образования и направленные на развитие познавательной самостоятельности: 1) интерактивное моделирование, 2) «On-line лаборатория по физике», 3) дистанционные олимпиады, 4) компьютерные лабораторные работы, 5) дистанционный урок.

Разработаны методические рекомендации по самостоятельному конструированию компьютерных лабораторных работ с помощью интерактивных моделей. Составлены методические рекомендации по составлению индивидуальных тестовых заданий по физике с использованием образовательного портала «Открытый Колледж» (ФИЗИКОН) ссылка скрыта. Выявлены методические возможности виртуальной моделирующей среды «On-line лаборатории» по физике, созданы примеры интерактивных моделей и методические рекомендации по их использованию. Анализ телекоммуникационных ресурсов показал, что практически отсутствуют учебно-методические сайты по астрономии с размещением информации, предназначенной для учащихся и учителей. Поэтому задача разработки структуры комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств обучения астрономии явилась актуальной.

Разработана и внедрена соответствующая система повышения квалификации учителей физики и астрономии, направленная на подготовку к комплексному применению в процессе обучения ППС и телекоммуникационных средств. При обучении методам анализа и оценки программно-педагогических средств анализировались особенности образовательного процесса с применением информационных и телекоммуникационных технологий. Рассмотрена система применения телекоммуникационных технологий в обучении физике и астрономии, дистанционного обучения учащихся, предложена система дистанционного повышения квалификации учителей физики.

В третьей главе «Методика учебной работы с комплексами программно-педагогических и телекоммуникационных средств на примере комплекса по астрономии» проанализирована методическая литература по астрономии. Анализ методической литературы по астрономии (Шишаков В.А., Набоков М.Е., Левитан Е.П., Воронцов-Вельяминов Б.А., Дагаев М.М., Засов А.В., Кононович Э.В. и др.) [, , , ] позволяет сделать вывод, что существующие методические пособия по астрономии не соответствуют современным целям образования, написаны задолго до начала использования современных информационных и телекоммуникационных технологий в обучении астрономии. Анализ имеющихся программно-педагогических средств по астрономии обосновывает необходимость создания современного мультимедийного курса и соответствующей методики его применения, а также создания соответствующих телекоммуникационных средств обучения. Таким образом, обосновывается необходимость создания комплекса ППС и телекоммуникационных средств обучения астрономии. В главе рассмотрены требования к содержанию и структуре комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств по физике и астрономии. Подробно рассмотрено содержание и дидактические возможности созданного мультимедийного курса «Открытая Астрономия» и телекоммуникационных средств по астрономии.

В четвертой главе «Экспериментальное обоснование применения комплекса программно-педагогических и телекоммуникационных средств в преподавании физики и астрономии» описывается проведение констатирующего, поискового и обучающего этапов эксперимента по проблеме исследования. Констатирующий эксперимент показал целесообразность создания соответствующих ППС и телекоммуникационных средств, разработку соответствующей методики работы с ними, разработку соответствующей системы повышения квалификации учителей.

Анализ результатов педагогического эксперимента в целом подтверждают гипотезу с достоверностью не ниже 95% о том, что существует связь между разработанной методикой применения новых информационных и телекоммуникационных технологий и улучшением качества знаний, достижением исследовательского уровня познавательной самостоятельности учащихся.

В заключении сформулированы итоги проведенного исследования и обозначены пути дальнейших исследований.

В приложениях приведены модели дистанционных уроков, методика проведения компьютерных лабораторных работ, методические рекомендации по поиску информации в Интернете, программа курсов повышения квалификации учителей физики, методика самостоятельного конструирования интерактивных экспериментов по физике с использованием телекоммуникационных средств обучения.

Blog

Диссертация на соискание ученой степени

Содержание

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ