Особенности подготовки будущих учителей физики в условиях сетевого взаимодействия вузов

УДК 378

ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ В УСЛОВИЯХ СЕТЕВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВУЗОВ

В. В. Шишкарев1

1 Работа выполнена в рамках Государственного контракта №05.043.12.0013 от 23 мая 2014г.

Аннотация. В статье представлен опыт апробации программ модульного обучения в современных условиях реализации образовательных страндартов. Автором рассматриваются компоненты модульного обучения в условиях сетевого взаимодействия вузов, раскрывается возможность эффективного использования сетевых образовательных программ, имеющих модульную структуру. Целью апробации явилось изучение возможностей внедрения в практику сетевых образовательных программ новых модулей и определение возможных рисков их использования при оценке качества образования.

Ключевые слова: модульное обучение, модуль, сетевые образовательные программы, технология концентрированного обучения, методика преподавания физики, физический лабораторный практикум

FEATURES OF PREPARATION OF FUTURE TEACHERS OF PHYSICS IN TERMS OF NETWORKING BETWEEN UNIVERSITIES

V.V. Shishkarev

Abstract. The article describes the experience of testing of modular training in modern conditions of implementation of educational strandartov. The author discusses the components of modular training in a networking of universities, revealed the possibility of efficient use of network-on educational programs with a modular structure. The purpose of testing was to study the possibilities of implementation in practice of the network of educational programs of new modules and possible risks of their use in assessing the quality of education.

Keywords: modular training, module, network educational programs, technology concentrated training, methods of teaching physics, physical laboratory practice

В настоящее время развитие новых технологий в образовании позволяет существенно расширить возможности эффективной подготовки современных учителей физики. Значительная роль при этом отводится внедрению сетевых информационных возможностей в преподавании курсов общей и экспериментальной физики, основ теоретической физики, изучению сложных систем живой и неживой природы, выявлению общих закономерностей развития равновесных неравновесных физических процессов, поиска общих законов и следствий в теории хаоса, а также освоению новых подходов к преподаванию физики с учетом новых образовательных стандартов [1, 5].

В рамках практической реализации государственной программы создания и развития образовательных кластеров на базе учреждений высшего профессионального образования кафедрой физики физико-математического факультета Ульяновского государственного педагогического университета им. И.Н. Ульянова (УлГПУ) и Институтом физики Казанского (Приволжского) федерального университета (КФУ) в 2014 году успешно был реализован проект по апробации изучения дисциплин профессионального цикла программ бакалавриата по укрупненной группе специальностей «Образование и педагогика» (направление подготовки -физико-математические науки, физика), предполагающий академическую мобильность студентов в условиях сетевого взаимодействия вузов [2].

Целью апробации явилось изучение возможностей внедрения в практику сетевых образовательных программ новых модулей и определение возможных рисков при использовании модулей в процессе оценки качества образования и управления контролем и оценкой качества образования.

Наиболее актуальными задачами апробации являлись оценка эффективности предложенных модулей в контексте системы показателей, инструментария и предложенных методик; осуществление оценки эффективности разработанных модулей с точки зрения их

количественных, качественных и технических параметров; формулирование предложений по доработке модулей в рамках проектных задач по их усовершенствованию.

Следует отметить, что данный проект имел тщательно проработанную четкую структуру и включал в себя реализацию двух модулей профессионального цикла:

- «Современная квантовая физика в образовании» (модуль 1);

- «Использование современного лабораторного практикума для подготовки практикоориентированных специалистов в области образования» (модуль 2).

Первый модуль включал в себя четыре раздела: «Ядерная физика», «Лабораторный практикум по курсу «квантовая физика»», «Практикум по решению задач по курсу «квантовая физика»», «Флуктуации и шумы физических процессов» (общая трудоемкость 1-го модуля 288 часов). Второй модуль был посвящен в основном вопросам методической подготовки будущих учителей физики и содержал дисциплины: «Современный лабораторный практикум в преподавании физики», «Лабораторный практикум по механике и молекулярной физике в классах с углубленным изучением физики» и «Лабораторный практикум по электричеству, магнетизму и оптике в классах с углубленным изучением физики» (общая трудоемкость 2-го модуля 324 часа). Содержание модулей и программы курсов были разработаны Институтом физики КФУ. Формы промежуточного контроля дисциплин предусматривали наличие зачетов или экзаменов в 7-м семестре (4-ый курс). Суммарно по одной дисциплине каждый студент мог получить 100 баллов, из них текущая работа оценивается в 50 баллов, итоговая форма контроля - в 50 баллов. Минимальное количество для допуска к зачету 27,5 баллов.

В ходе проведения подготовительных мероприятий перед заключением договора между нашими вузами выяснилось, что учебные планы подготовки бакалавров-физиков 4-го курса в 7м семестре очень хорошо согласуются как по содержанию дисциплин профессионального цикла, так и по количеству отведенных для этого часов. После проработки организационных вопросов методическая комиссия физико-математического факультета УлГПУ приняла решение о реализации 1-го модуля в нашем вузе на кафедре физики при участии в апробации всех студентов направлений подготовки как «Физика - Информатика» (ФИ), так и «Физика -Математика» (ФМ), реализуемыми в Университете. Хотя согласно первоначальным планам сотрудничества предполагалось участие только студентов физиков с дополнительным профилем подготовки информатика (ФИ). При этом руководством факультета предполагалось, что в Институт физики КФУ будут направлены только лучшие студенты (не более 50 % от общего состава), которые успешно справятся с освоением дисциплин 1-го модуля. Для остальных студентов занятия будут проводиться в традиционной форме, не предполагающей модульную структуру обучения. Не планировалось также и участие студентов, имеющих свободное посещение занятий в связи с работой в школах по профилю подготовки, имеющих малолетних детей или какие-то другие объективные причины. Всего таковых студентов оказалось 4 человека из 31 обучающихся на 4-м курсе.

Однако опыт показал следующие результаты. Перестройка учебных планов на освоение основных дисциплин профессионального цикла в более сжатые сроки с учетом дальнейшего времени нахождения студентов в командировке в г. Казани принесла свои положительные результаты. Элементы новизны в структуре учебного процесса, работа с лучшими преподавателями кафедры физики, имеющими ученую степень, звание и большой опыт преподавания физики в вузе, а также всеобщее воодушевление, позволили значительно повысить в начале степень посещаемости студентами всех занятий (на 10 % снизилось количество пропусков занятий без уважительных причин), а затем повысились качество самостоятельной подготовки и текущая успеваемость обучаемых. Так, например, по сравнению со средними показателями промежуточной аттестации при освоении предыдущих разделов курса общей и экспериментальной физики: «Электродинамика» и «Оптика» (5, 6 семестры) процент качества у студентов данного курса улучшился более чем на 15 %. К тому же в 7-м семестре значительно повысился познавательный интерес у студентов к изучению физики, заметно в лучшую сторону улучшилось отношение к учебе. Все студенты были заняты общим делом - освоением новых дисциплин, подготовкой к участию в учебной командировке в другой вуз.

О высоком уровне преподавания физики в г. Казани ребята знали из опыта посещения открытых лекций профессора КФУ Сушкова С.В., проводимых на кафедре физики УлГПУ в

2011-2013 годах, а также и от руководителя научной школы по теоретической физике профессора Червона С.В., который является выпускником Казанской научной школы в области теории гравитации, астрофизики и космологии.

Важным этапом освоения дисциплин была самостоятельная работа студентов, включающая в себя следующие виды работ:

- Анализ теоретического материала (изучение конспектов лекций, основной и дополнительной литературы);

- Подготовку докладов в виде презентаций или в виде рефератов с наглядными и иллюстративными материалами;

- Выполнение индивидуальных творческих заданий и их представление на молодежном научном форуме УлГПУ.

Таким образом, к концу завершения проекта по реализации 1-го модуля на основе полученных достаточно высоких результатов аттестации и личными пожеланиями обучаемых руководством факультета при поддержке ректората было принято решение об участии всех студентов в изучении 2-го учебного модуля в Институте физики КФУ.

Наряду с этим хочется отметить, что модульное построение программ обучения позволило расширить и дополнить программы, которые традиционно использовались на кафедре физики Ульяновского государственного педагогического университета. Кроме тщательно структурированной учебной информации, снижающей информационную загруженность преподавателей при подготовке лекций, семинаров, практических занятий по решению задач и лабораторных работ в процессе обучения возникла необходимость дополнительного и целенаправленного использования технологии проблемного и дифференцированного обучения, технологии концентрированного обучения, технологии активного (контекстного) обучения [4]. При этом следует отметить, что кафедра физики УлГПУ имеет значительный потенциал в реализации данных технологий, которые эффективно применялись при подготовке студентов специалитета при наличии значительно большего числа часов учебных занятий по сравнению с программами подготовки выпускников бакалавриата.

Следует отметить, что разработанные Институтом физики КФУ образовательные модули имели четкое разграничение аудиторной и самостоятельной работы студентов, наличие понятных всем участникам образовательного процесса четких требования к уровню подготовленности (компетенциям) студентов перед началом и по окончании освоения дисциплины, а также наличие необходимой степени свободы в отборе и комплектации требуемого материала для обучения и реализации специальных дидактических и профессиональных целей. Студенты хорошо ориентировались в накопительной (рейтинговой) системе оценки результатов обучения, с которой их заблаговременно познакомили преподаватели еще до начала занятий [6].

Таким образом, в ходе освоения модулей студентам приходилось систематически работать над освоением дисциплин, в учебный процесс были внесены элементы состязательности за счет более дифференцированной 100-балльной итоговой оценки, а также и возможности ее постоянного накопления [3]. Заинтересованность студентов в успешном освоении каждого элемента учебного плана подкреплялась повышением вероятности их попадания в число командируемых студентов данной группы (ФИ или ФМ). При этом был учтен и объективный критерий для определения лучших студентов при представлении к различным поощрениям в виде премий, повышенных стипендий, дальнейших рекомендаций в магистратуру, аспирантуру и т.п.

Следует отметить, что при изучении дисциплин 1-го модуля, студенты отмечали высокую загруженность учебной работой, отмечался недостаток времени на самостоятельную проработку ряда вопросов. Особенно это было заметно при проработке материала дисциплины «Флуктуации и шумы физических процессов», где обнаружился недостаток в математической подготовке студентов при исследовании сложных физических систем, применении статистической теории дискретных немарковских процессов к анализу взаимных корреляций, методах факторного и ковариационного анализа.

Как отметили коллеги из Института физики КФУ и сами студенты, очень неплохие результаты были получены при освоении программ 2-го модуля в Институте физики КФУ. В Казани ребята успешно освоили методику выполнения лабораторных работ с использованием

автоматизированных установок лабораторного и демонстрационного оборудования фирмы «LDidactic» (Германия), поскольку имели хороший опыт проведения лабораторных работ с использованием методик ручной обработки результатов с использованием отечественных приборов, например, изготовленных фирмами «Росучприбор», «L-микро», а также и установок, разработанных в мастерской учебного оборудования кафедры физики УлГПУ. При этом студенты очень быстро справлялись с расчетами измеряемых величин и границ доверительных интервалов, предлагали способы повышения точности измерений, а также выдвигали предложения по усовершенствованию методики преподавания физики в классах с углубленным изучением данного предмета. Анализ итоговых ведомостей показал, что средняя оценка освоения дисциплин 2-го модуля лежит в пределах 80-90 баллов. Высокая оценка качества проведенных занятий по подготовке будущих специалистов в области преподавания физики при изучении модулей с использованием механизмов сетевого взаимодействия подтверждается результатами анкетирования всех участников апробации.

В заключение хочется отметить, что сегодня среди студентов-физиков 4-го курса, успешно освоивших программу модулей, много победителей и участников научных конкурсов, конференций, лауреатов премий за высокие показатели в учебе, участников интересных проектов в области теории гравитации, робототехники, математического моделирование физических процессов с использованием супервычислительного кластера УлГПУ.

При этом важно, что грамотное внедрение модульной структуры в процесс обучения в вузе и эффективное использование сетевых образовательных программ способствует положительной динамике в подготовке будущих учителей физики, а также развитию и закреплению таких профессиональных компетенций, как способности использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин; способности применять на практике базовые общепрофессиональные знания теории и методов физических исследований и методики современного преподавания физики в школе.

Литература:

1. Данильсон Т.С., Румбешта Е.А. Модульно-деятельностный подход в обучении физике // Вестник Томского гос. пед. ун-та. № 10. 2010. С. 35-38.

2. Итоговый документ международной научной конференции «Опыт международного сотрудничества российских университетов: Болонский процесс и концепция модернизации образования». Екатеринбург, 10 -12 марта 2003 г.

3. Лежнина Л.В., Шишковский В.И. Балльная система оценивания как фактор повышения мотивации студентов к учебной деятельности // Вестник Томского гос. пед. ун-та. № 7. 2009. С. 91-94.

4. Насырова Э.Ф. Модульное обучение студентов университета в системе кредитно-зачетных единиц // Вестник Томского гос. пед. ун-та. № 6. 2011. С. 18-20.

5. Шишкарев В.В., Киселева В.В. Изучение сложных систем как элемент подготовки современного учителя физики // Формирование учебных умений: Материалы 3 -ей Международной научно-практической конференции 21-22 ноября 2014 г. - Ульяновск: УлГПУ, 2014 - с. 31-35.

6. Электронно-образовательный ресурс. Квантовая физика (Институт физики КФУ, кафедра образовательных технологий в физике) - Режим доступа: http://tulpar.kpfu.ru/ course/view. php?id =1414.

References:

1. Danil'son T.S., Rumbeshta E.A. Modul'no-dejatel'nostnyj podhod v obuchenii fizike // Vestnik Tom-skogo gos. ped. un-ta. № 10. 2010. S. 35-38.

2. Itogovyj dokument mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii «Opyt mezhdunarodnogo sotrudnichestva rossijskih universitetov: Bolonskij process i koncepcija modernizacii obrazovanija». Ekaterinburg, 10-12 marta 2003 g.

3. Lezhnina L.V., Shishkovskij V.I. Ball'naja sistema ocenivanija kak faktor povyshenija motivacii studentov k uchebnoj dejatel'nosti // Vestnik Tomskogo gos. ped. un-ta. № 7. 2009. S. 91-94.

4. Nasyrova Je.F. Modul'noe obuchenie studentov universiteta v sisteme kreditno-zachetnyh edinic // Vestnik Tomskogo gos. ped. un-ta. № 6. 2011. S. 18-20.

5. Shishkarev V.V., Kiseleva V.V. Izuchenie slozhnyh sistem kak jelement podgotovki sovremennogo uchi-telja fiziki // Formirovanie uchebnyh umenij: Materialy 3-ej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konfe-rencii 21-22 nojabrja 2014 g. - Ulianovsk: UlGPU, 2014 - s. 31-35.

6. Jelektronno-obrazovatel'nyj resurs. Kvantovaja fizika (Institut fiziki KFU, kafedra obrazova-tel'nyh tehnologij v fizike) - Rezhim dostupa: http://tulpar.kpfu.ru/ course/view. php?id =1414.

Сведения об авторе:

Шишкарев Виктор Вячеславович (г.Ульяновск), кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой физики, Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова

Information on author:

Shishkarev V. V. (Ulyanovsk), candidate of technical sciences, Professor, head of the department of physics, Ulyanovsk State Pedagogical University