УДК 378

СИСТЕМА МОБИЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА ЮФУ: ПРЕИМУЩЕСТВА И ПРОБЛЕМЫ

Файн Марина Борисовна
Южный федеральный университет
физический факультет

Аннотация
Становление и развитие системы мобильного образования на физическом факультете Южного федерального университета идет с учетом реальных условий функционирования университета. В данной системе работа преподавателя осуществляется по двум ключевым направлениям:
1. предоставление информации для обучающихся без их явного участия в процессе-лекции, презентации, практикумы;
2. интерактивные мультимедийные приложения, где студент самостоятельно определяет свою траекторию обучения (электронные тренажеры лабораторных работ, электронные учебники и пособия, базу тестовых заданий с градуированной шкалой получения оценки).
Рассматривается система мобильного образования физического факультета, которая включает в себя различные формы обучения, в рамках которых преподаватель может использовать определенный набор методов обучения:
1. Электронные сопровождения (натурных лабораторных работ) лабораторных работ.
2. Интерактивные тестовые задания. Создание целевых тестов для различных видов диагностики дидактического состояния студента представляют сложную, плохо формализуемую задачу.
3. Инновационный комплекс, на примере курса «Оптика». Данная работа включает в себя: презентации лекций; методические рекомендации по решению задач; учебно - методическое пособие «Основные формулы и законы волновой и квантовой оптики»; тренажер по построению изображений в оптических системах; электронный учебник по разделу «Волновые свойства света».Часть 1; электронный практикум. Часть 1; из истории развития Оптики; программу тестирования с обширной базой вопросов рубежного и итогового контроля.

Ключевые слова: информационные технологии в образовании, мобильное образование


MOBILE SYSTEM OF EDUCATION DEPARTMENT OF PHYSICAL SFU: ADVANTAGES AND CHALLENGES

Fayn Marina Borisovna
Southern Federal University
Department of Physics

Abstract
Formation and development of the mobile education at the Physics Department of Southern Federal University is based on the actual conditions of the functioning of the university. In this system, the work of teachers is carried out in two key areas:
1 to provide information for students without their explicit participation in lectures, presentations and workshops;
2 interactive multimedia applications, where the student determines its own path of learning (electronic simulators labs, electronic textbooks and manuals database of test items with graduated scale awarded).
We consider a system of mobile education of the Physics Department, which includes various forms of education in which the teacher can use a specific set of teaching methods:
1 Electronic Support (full-scale labs) labs.
  2 Interactive tests. Creating targeted tests for various types of diagnostic didactic student status are complex, difficult to formalize the problem.
3 Innovative complex, by the example of "Optics". This work includes: presentation of lectures; guidelines for solving problems; educational - methodical textbook "Basic formulas and the laws of wave and quantum optics"; simulator for the construction of images in optical systems; electronic textbook under the heading "The wave properties of light" .Chast 1; electronic workshop. Part 1; of the history of optics; testing program with an extensive database of questions and hope, a landmark of the final control.

Библиографическая ссылка на статью:
Файн М.Б. Система мобильного образования физического факультета юфу: преимущества и проблемы // Современная педагогика. 2014. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://pedagogika.snauka.ru/2014/10/2764 (дата обращения: 27.05.2017).

Становление и развитие системы мобильного образования на факультете идет с учетом реальных условий функционирования университета. В данной системе работа преподавателя осуществляется по двум ключевым направлениям: предоставление информации для обучающихся без их явного участия в процессе-лекции, презентации, практикумы; интерактивные мультимедийные приложения, где студент самостоятельно определяет свою траекторию обучения (электронные тренажеры лабораторных работ, электронные учебники и пособия, базу тестовых заданий с градуированной шкалой получения оценки).

Система мобильного образования физического факультета включает в себя различные формы обучения, в рамках которых преподаватель может использовать определенный набор методов обучения:

1. Электронные сопровождения (натурных лабораторных работ) лабораторных работ. В своем большинстве, эти работы посвящены созданию электронных сопровождений (анимаций) разделов учебников как школьных, так и ВУЗовских по курсу «Общая физика», и лабораторных работ для школьников специализированных классов и студентов естественно-научных факультетов. Модернизация учебного процесса объективно приводит к возрастающим требованиям к его методическому обеспечению, в особенности к той части, которая касается самостоятельной работы учащихся. Признано полезным создание цикла электронных сопровождений к реальным лабораторным работам. Созданы электронные демонстраторы – тренажеры для подготовки к выполнению натурной лабораторной работы. Электронные анимационные модели позволяют самостоятельно углубить понимание процессов и более эффективно провести лабораторную работу. Детализация процессов позволяет ввести в обсуждение реальную физику явления, что существенно расширяет, в частности, базу контрольных вопросов. Следует отметить, во-первых, что при создании учебника или методического комплекса с целью его использования в условиях мобильного образования, следует опираться на индивидуализацию способов подачи информации, а так же необходимо прямо указывать траекторию, обеспечивающую минимальный уровень знаний, навыков, умений, соответствующий оценке «достаточно» или «удовлетворительно». Во-вторых, визуализация процесса требует диверсификации информации: а) общая информация; б) основная информация; в) детализация наиболее важных (для данного явления, опыта) элементов процесса.

Первое замечание вычленяет проблему выбора новых образовательных приоритетов, выдвинутых современной практикой. Интуитивное понимание необходимости индивидуальных образовательных траекторий, их объединения в «фашины» для различных специальностей и специализаций, соответствия стандартам, государственным и международным, с одной стороны, адаптации к быстроменяющемуся «историческому моменту» с другой, требует подробного неформального обсуждения и выработки критериев, и в настоящий момент наблюдаются только первые попытки реализации.

2. Интерактивные тестовые задания. Создание целевых тестов для различных видов диагностики дидактического состояния студента представляют сложную, плохо формализуемую задачу. Существуют разные подходы к построению тестов, разные методики их использования. Также широк спектр интерпретаций результатов тестирования.

Существуют различные алгоритмы формирования теста заданной трудности. Поэтому, сгенерированная база вопросов была разделена по типам заданий (определения, задачи, задания, требующие теоретических и практических навыков) и по уровню сложности внутри каждой группы (элементарные, средней сложности, высокой сложности). Для этой процедуры применялись методы согласования. Затем все задания были перегруппированы в соответствии с оценками, которые студент может получить за каждый правильный ответ во время беседы с преподавателем. Таким образом, сформировались три уровня сложности с различными типами заданий в каждом. Были определены те задания, ответы на которые студент должен знать  для получения оценки: отлично, хорошо, удовлетворительно. Общепринято, в рамках существующей в ЮФУ балльно-рейтинговой системы оценки студентов, что для получения оценки «отлично» тестируемый должен набрать 85% от максимального количества баллов, «хорошо»- 70%, «удовлетворительно» – 60%.  Максимальное количество баллов за абсолютно верный ответ – 3. Понятие «абсолютно верный ответ» введено на основании того, что ответы на вопросы в этом тесте могут быть и «абсолютно неверными» или «частично правильными». В последнем случае за него будет начислен либо 1 балл, либо 2 балла. Такая градация  в оценках за ответы позволяет системе засчитать ответ  студента на вопрос, несмотря на неточность в формуле. Необходимо отметить, что вопросы и ответы сгенерированы так, что не каждый вопрос имеет градацию оценок в предложенных ответах. К примеру, в некоторых определениях такого разброса может не быть, и только один ответ считается верным, за который система начисляет максимальный балл.

Введенная таким образом система баллов для вариантов ответов позволяет студенту  набирать баллы по вопросам, знаниями по которым он обладает, но при этом они не  «абсолютные». При этом то количество баллов, которое тестируемый получает при выборе «относительно верного ответа»  оказывается недостаточным для получения максимального балла по тесту. Основная причина, по которой была введено распределение баллов за каждый ответ, связана с переходами между уровнями различной сложности,  а также с критериями получения оценки «отлично», «хорошо» и «удовлетворительно».

Несмотря на то, что изначально вопросы были разделены на три группы, с помощью определения критериев сложности и количества различных типов заданий для каждой оценки удалось сформировать два блока с вопросами. Это позволяет студенту создавать свою собственную траекторию движения между ними, верно или неверно отвечая на задаваемые вопросы. Тестируемый может сам выбрать траекторию теста  для получения оценки «удовлетворительно». Для теста по курсу «Квантовая механика, например, он должен ответить на 40 вопросов,  из 97 заранее отобранных разработчиком теста и набрать определенно заданный процент.  В противном случае, он получает оценку «неудовлетворительно».

Если тестируемый выбирает обычную траекторию тестирования, это не исключает возможности  получения  им оценки «удовлетворительно» или даже «неудовлетворительно». Если выбрана «полное» тестирование, то возможна реализация следующей траектории процесса тестирования:

Траектория для получения оценки «удовлетворительно». Вариант: «Тест не пройден».

Выбрано «обычное» тестирование. Вариант: «Тест не пройден».

Можно сказать, что проведенная математически – аналитическая работа по введению оценок уровней сложности вопросов и градации баллов по вариантам ответов позволила создать систему, более точно определяющую знания студентов по той или иной теме, и выделить ряд ошибок, характерных для определенной группы опрашиваемых. Тем самым можно не только определить  их уровень обученности, но и установить особенно трудные для понимания места в учебной программе, которым следует уделять больше внимания во время процесса обучения в теории или практике.

Программа позволяет провести тестирование по выбранной дисциплине,  вывести результат тестирования и возможность сохранить результаты в отдельный файл. Режим студента или режим опрашиваемого загружается автоматически (по умолчанию) при запуске программы.

Можно определить все ошибки, допущенные студентом, уровень вопросов, на которые были даны неправильные ответы. На начальном этапе эта информация может помочь в корректировке базы данных, уточнении весов вопросов,  уровне вопросов и общем количестве вопросов в тесте.

Программа написана на объектно-ориентированном языке Delphi версии 7.0 под операционную среду Windows XP. В дальнейшем есть возможность модернизировать программу  (добавлять вопросы в общую базу, изменять количество вопросов в тесте, менять коэффициент сложности вопроса, варианты ответов или даже  добавлять новые темы тестов). В результате работы по созданию автоматизированной системы многоуровневого опроса предложена следующая концепция теста:

  1. Уровни разной степени сложности.
  2. Ответы разной степени точности.
  3. Возможность повышения или понижения уровня требований.
  4. Возможность выбора траектории теста.

Так как  в курсах физики правильность или ошибочность утверждений обуславливаются нюансами, то основной задачей работы являлась разработка такой системы опроса, которая бы адекватно передавала все нюансы различий в ответах  на вопросы в выбранном курсе. Таким образом, задача решалась и на математическом, и на физическом уровне.

3.Инновационный комплекс по курсу «Оптика». Данная работа включает в себя: презентации лекций; методические рекомендации по решению задач; учебное- методическое пособие «Основные формулы и законы волновой и квантовой оптики»; тренажер по построению изображений в оптических системах; электронный учебник по разделу «Волновые свойства света».Часть 1; электронный практикум. Часть 1; из истории развития Оптики; программу тестирования с обширной базой вопросов рубежного и итогового контроля. Остановимся подробнее, на каждой из перечисленной частей комплекса: презентации лекций. презентации лекционного материала состоят из 190 слайдов, которые освещают весь изучаемый материал.

1. Методические рекомендации по решению задач. Разработаны 4 методических пособия по основным темам оптики: Фотометрия. Геометрическая оптика; Интерференция света. Дифракция света; Поляризация света; Дисперсия.По Данные пособия предназначены для студентов естественно- научных факультетов при изучении курса общей физики «Оптика». Могут быть использованны при подготовке к семинарским занятиям и выполнении домашних заданий.  В начале каждого пособия содержится краткая теория, основные понятия и формулы. Решенные задачи сопровождаются подробными объяснениями.

2. Учебно- методическое пособие «Основные формулы и законы волновой и квантовой оптики». Пособие содержит все основные определения, аналитические представления законов, наиболее употребляемые соотношения, связывающие физические величины раздела курса общей физики  «Оптика». Основная цель: развитие навыков структурирования соответствующих разделов физики, обеспечивающие эффективное применение на практике общих знаний и умений. Мы предполагаем, что определения и соотношения между физическими величинами должны являться минимальным объемом знаний – содержательной частью соответствующего стандарта. Предлагаемое пособие позволит создать преподавателям образовательные траектории, соответствующие различным оценкам. Содержание пособия может являться базой КИМов, на основе которых будут сформированы тесты для текущей проверки знаний, проверки знаний по определенным разделам курса.

3. Тренажер по построению изображений в оптических системах. Позволяет проанализировать типы и положения изображений в зависимости от вида линз; расположения источников.

4. Электронный учебник по разделу «Волновые свойства света». Часть 1. Состоит из более 800 электронных страниц. Все физические процессы анимированы. Включает в себя: краткую теорию; основные формулы и понятия; примеры решения задач с подробными объяснениями; задачи для самостоятельной работы; тесты рубежного контроля.

5. Электронный практикум. Часть 1. Включает в себя следующие электронные сопровождения лабораторных работ: Изучение фотоэффекта; Кольца Ньютона; Изучение поляризации света. Цель работ: подготовить студентов к выполнению натурной лабораторной работы; прояснить ее физическое содержание.

6. Из истории развития Оптики. Данный раздел посвящен работам, получившим Нобелевские премии по физике за исследования в области оптики: Лазеры и их применение; Голография. Каждая из работ включает в себя историю открытия, биографию ученных, анимированный эксперимент.

7. Программу тестирования с обширной базой вопросов рубежного и итогового контроля. Используется конструктор тестов, позволяющий составлять различные виды тестовых заданий: с одиночным и множественным выбором; с открытым ответом; на составление соответствий; на ранжирование. При организации тестирования преподаватель имеет возможность самостоятельно варьировать шкалу оценивания знаний. Результаты тестирования могут быть выданы в формах: зачет/незачет, с выставлением оценки; в виде рейтинга. Данная работа  демонстрирует современные возможности реализации электронного представления мобильного образования содержательной части курса. Может служить программным наполнением, в частности, интерактивных досок. Различные разделы могут быть использованы  для преподавания в средних учебных заведениях. Может служить основой для построения курса мобильного или дистантного обучения. Все составные части инновационного комплекса разрабатывались с учетом пожеланий студентов.

Анализируя все представленные материалы и обзор литературы, по данной тематике, можно выделить преимущества данной системы для обучающихся и для преподавателя, а так же сформулировать основные проблемы, которые требуют своего разрешения.

Преимуществами для обучающихся являются: доступность обучения;  индивидуализация обучения;  мотивация к обучению;  наглядность обучения;  повышение интереса к преподаваемым курсам;  возможность творческого подхода к решаемым задачам.

Преимущества для преподавателя: разнообразие форм подачи учебного материала; наглядность предоставляемого материала;  «доступность» студентов.

Проблемы преподавателей: нехватка времени на выполнение данного вида работы (аудиторная нагрузка 820 часов); неоплачиваемая нагрузка; не соответствие квалификации преподавателя (многие научные сотрудники – не могут быть преподавателями); не желание меняться… «Я и так уже профессор!»



Все статьи автора «Файн Марина Борисовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: