Проблемно-ориентированное обучение физике в техническом вузе

Обсуждаем проблему

107

В.В. ЛАРИОНОВ, профессор Ю.И. ТЮРИН, профессор Томский политехнический университет

Проблемно-ориентированное обучение физике в техническом вузе

В статье обсуждаются вопросы организации проблемно-ориентированного обучения физике как условия фундаментализации образовательного процесса в университете исследовательского типа.

Ключевые слова: проблемно-ориентированное обучение, формулирование идей на уровне проекта, фундаментализация.

Решение задач подготовки современного инженера требует постоянного совершенствования курса физики, предметное и мировоззренческое содержание которого является базисом для успешного усвоения общетехнических и специальных дисциплин.

Одним из эффективных методических инструментов преподавателя является, на наш взгляд, проблемно-ориентированное обучение. Под проблемно-ориентированной системой обучения физике (ПОСОФ) мы понимаем интерактивное взаимодействие между субъектами учебного процесса, осуществляющееся при оперативном управлении средствами обучения с целью обеспечения творческой самостоятельной работы студентов. Его основой является поисковая учебно-исследовательская деятельность учащихся с использованием информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), ориентированная на овладение методами поиска проблемных ситуаций и решения задач. Из практического применения ПОСОФ в Томском политехническом университете следует, что технология проблемно-ориентированного обучения позволяет осваивать в процессе обучения методы и способы деятельности, которые могут быть задействованы в дальнейшем при выполнении научных, исследовательских и проектно- конструкторских разработок [1].

Возможности ПОСОФ особенно четко проявляются и реализуются при системном использовании функций ИКТ. На их основе можно создавать ситуации, побуждаю-

щие студентов к ответственной самостоятельной учебной, учебно- и научно-исследовательской работе, т.е. условия для формирования их творческой познавательной деятельности. Обобщенная процессуально-содержательная схема ПОСОФ приведена на рис. 1. На ее основе реализуется конкретное наполнение модели обучения, основные компоненты которой представлены на рис. 2.

В системе ПОСОФ для реализации схемы фундаментальной подготовки будущих инженеров большая роль принадлежит семинарским занятиям, где каждая задача реализуется в виде учебного проекта, и физическому практикуму, если его реали-зовывать в единстве виртуального, вычислительного и натурного эксперимента. Для обозначения этого его качества нами введено понятие композиционного физического практикума (КФП).

Наш почти четырехлетний опыт показывает, что система проблемно-ориентированного обучения физике способствует развитию и реализации творческих способностей студентов, самостоятельности, инициативы в учебе и работе по будущей специальности. Она наиболее полно обеспечивает реализацию педагогических принципов индивидуального подхода и дифференци-рованности в процессе обучения. Осуществление единства обучения и научного творчества студентов создает реальные предпосылки для повышения уровня подготовки выпускаемых специалистов. В целом проблемно-ориентированное обучение, реали-

108

Высшее образование в России • № 6, 2009

Структурирование проблем, проблемных ситуаций и проблемных задач

Выделение проблемных ситуаций, решение проблем МЕТОДАМИ ПОСОФ

Выполнение проектов разного уровня НИР

Самостоятельная работа студентов

Формулирование идеи на уровне учебного проекта

Структурирование

Содержательное

Стандартные ЗУН

Творческое

Развивающее

Использование готовых знаний, восприятие, преобразование и воспроизведение объективно нового информационного содержания

Личностно-развивающее, ориентированное на созидание

Рис. 1. Обобщенная процессуально-содержательная схема ПОСОФ

Предъявление задачи

Решение задачи,

выделение и структурирование проблемы и проблемной ситуации

Поиски решения проблем, создание расчетных программ, формулирование идеи на V_уровне проекта_

Формирование и создание проекта

Рис. 2. Схема проблемно-ориентированного обучения физике, включающая формирование и создание проекта

Обсуждаем проблему

109

зуемое в ТПУ в рамках рассматриваемой концепции, основывается на методическом комплексе, который предполагает:

• согласование дисциплин в соответствии с принципами ПОСОФ;

• формирование системы уровней обучения (предметный, операционный, операциональный);

• создание видеообучающей системы на основе предложенной визуализированной модели;

• мониторинг знаний, умений, компетентности, результатов самостоятельной работы, включающий систему глобальной обратной связи на занятиях;

• формирование заданий проблемно-ориентированной направленности и проведение учебно-исследовательских лабора-торно-практических занятий, соответствующих направлению НИР кафедры физики, научным разработкам преподавателей; разработка новых научно-учебных задач;

• организация самостоятельной работы студентов, основанной на совместном применении видеообучающей системы и композиционного физического практикума, обучение студентов формулированию физических идей на уровне проекта.

Проектно-лабораторные работы на основе рассмотренной концепции выполняются учебно-исследовательскими мини-группами. Они формируются по результатам пропедевтического обучения и на основе системы дифференцирующих тестовых заданий. Кафедра общей физики является выпускающей по направлению 510400 «Физика» и «Физика конденсированного состояния». Длительность про-

хождения практики на первом курсе составляет 2-3 недели. Тематика предлагаемых заданий соответствует концепции ПОСОФ (рис. 2). Срок выполнения работы ограничивается либо преподавателем, либо временем прохождения практики. Ограничена и стоимость реализации проекта. Анализ работы групп показал, что самостоятельная работа, ответственность за успех группы в целом стимулируют самоорганизацию студенческой группы. По результатам дифференцирующего тестирования и внутреннего анкетирования в мини-группах были выбраны лидеры проектов, ставшие координаторами работы, организовано планирование,составлен график выполнения и контроля намеченных работ.

В настоящее время создан обширный методико-содержательный и процессуально-организационный комплекс, включающий систему самостоятельной работы, комплект учебников и учебных пособий, комплекс лекционных демонстраций интерактивного свойства, композиционный физический практикум и видеообучающую интерактивную систему. Осуществляется переходна системузадач, каждая из которых трансформируется в учебный проект либо в учебную формулировку физической идеи на уровне проекта.

Литература

1. См.: Ларионов В.В. Методологические основы проблемно-ориентированного обучения физике в техническом университете. Томск: Изд-во ТГУ, 2007. 240 с.

LARIONOV V.V., TYURIN Y.I. PROBLEM-ORIENTED APPROACH TO TEACHING PHYSICS AT TECHNICAL INSTITUTE

Organization of modern engineering training at research type technical institute is discussed. Training is performed on the basis of problem-oriented approach and with the use of ICT. Keywords: problem-oriented training, student's research activity, ICT, training project.

g