www.VuzLib.com

Головна arrow Педагогіка arrow Цілі та зміст навчання комп’ютерного моделювання майбутніх вчителів фізики
Меню
Головна
Каталог освітніх сайтів

Цілі та зміст навчання комп’ютерного моделювання майбутніх вчителів фізики

С. А. Хазіна,
аспірант
(Національний педагогічний університетімені М. П. Драгоманова)

ЦІЛІ ТА ЗМІСТ НАВЧАННЯ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ФІЗИКИ

   Постановка проблеми. Модернізація вищої освіти передбачає удосконалення цілей і змісту навчання. Особливо це стосується дисциплін природничо-математичного та технологічного циклу, оскільки підвищення якості фізико-математичної освіти є одним з пріоритетних завдань освіти сьогодення . На сучасному етапі реформування системи освіти для оцінювання рівня підготовки фахівця більшістю науковців використовується компетентнісний підхід, особливістю якого є те, що зміст навчання формується на основі спрямованості навчального процесу на досягнення результатів навчання – формування у студентів набору компетентностей, необхідних для повноцінного життя та професійної діяльності у сучасному інформаційному суспільстві [2, с. 3]. Під компетентністю розуміють к омп лекс знань , умінь , навичок, досві ду застосування ї х для здійснення діяльності , метою якої є досягнення певних цілей, ставлення до процесу та результатів виконання цієї діяльності [4, c. 66]. Одним із результатів вищої педагогічної освіти є набуття компетентностей, що є необхідними для професійної діяльності вчителя-предметника.
   Формування професійних компетентностей вчителя передбачає набуття ним ґрунтовних знань з навчального предмету, методики його навчання, дидактики, психології, педагогіки, розвиток педагогічних умінь, які пов’язані з діями вчителя у різних педагогічних ситуаціях, формування необхідних особистісних якостей, комунікативних навичок, наявність потреби самовдосконалення і саморозвитку [2, с. 5]. Однією зі складових професійної компетентності сучасного вчителя фізики, якою студент (майбутній вчитель фізики) повинен оволодіти у процесі навчання інформатики, є інформаційно-комунікаційні компетентності – здатності вчителя застосовувати інформаційно-комунікаційні технології для розв’язування професійних завдань.У дослідженні О. Іваницького [3, с. 233-235] розроблено вимоги до професійних знань, умінь і навичок вчителя фізики, необхідних для впровадження інформаційно-комунікаційних технологій навчання фізики (ІКТНФ). На наш погляд, їх можна розглядати як компоненти системи інформаційно-комунікаційних компетентностей майбутнього вчителя фізики. Серед компонентів системи інформаційно-комунікаційних компетентностей майбутнього вчителя фізики можна виокремити знання теоретичних основ і володіння вміннями: використання готових комп’ютерних моделей у навчальному процесі з фізики; використання програмно-апаратних навчальних лабораторних комплексів на основі комп’ютерів; самостійного створення комп’ютерних моделей фізичних об’єктів і явищ.
   Аналіз досліджень і публікацій. У результаті здійсненого аналізу стану дослідженості процесу формування кожного з цих трьох компонентів системи інформаційно-комунікаційних компетентностей майбутнього вчителя фізики виявлено, що проблемам впровадження комп’ютерних моделей в навчальний процес середніх та вищих навчальних закладів присвячено багато досліджень з теорії та методики навчання фізики, зокрема таких науковців, як В. Гриценко, Ю. Жук, О. Іваницький, Л. Коношевський, П. Маланюк, М. Мірзаєва, Н. Мислицька, В. Муляр, B. Прудський, І. Семещук, Н. Сосницька, М. Фокін, Т. Яценко та інші. Проблеми використання програмно-апаратних навчальних лабораторних комплексів на основі комп’ютерів досліджували О. Денисенко, О. Желюк, В. Лапінський, Ю. Литвинов, О. Мартинюк, О. Прокопенко, Н. Федішова та інші. Таким чином, у науково-педагогічних дослідженнях на сьогодні достатньо широко висвітлюються проблеми використання готових комп’ютерних моделей, комп’ютерно-орієнтованих засобів навчання та програмно-апаратних лабораторних комплексів у навчальному процесі з фізики.
   Крім того, варто зазначити, що всі ці розробки стосуються питань побудови компонентів методичної системи навчання фізики та спрямовані насамперед на дослідження процесу формування предметних (фізичних) компетентностей майбутнього вчителя фізики. Процес формування компонентів інформатичної компетентності є другорядним, супровіднім. А для майбутнього вчителя фізики важливим є набуття умінь не тільки використання готових комп’ютерних моделей, комп’ютерно-орієнтованих засобів навчання та програмно-апаратних лабораторних комплексів у навчальному процесі з фізики, але й самостійного створення комп’ютерних моделей фізичних явищ і процесів засобами різних програмних середовищ.
   Варто зазначити, що Галузевим стандартом підготовки бакалавра педагогічної освіти зі спеціаль ності “Педагогіка та методика середнь ої освіти. Фізика” [1] передбачається в курсі інформатики вивчення студентами змістового модуля “Моделювання”, який складається з п’яти розділів: моделювання, основні типи моделю вання; і нформац ійне моделювання; комп’ютерний експерименту фізиці; комп’ютерне математичне моделювання фізичних процесів; моделі подання знань та пошук розв’язків у системах штучного інтелекту. Студенти повинні набувати таких умінь: створювати математичну модель фізичної системи, явища або процесу в фізичній системі; обирати та використовувати готові програмні засоби (математичні пакети програм) для аналітичного, графічного, чисельного розв’язування математичних задач, які є математичними моделями фізичних систем, явищ і процесів у фізичній системі; обрати метод чисельного розв’язування математичних задач, які є математичними моделями [1]. Крім того, на нашу думку, студенти повинні вміти створювати комп’ютерні моделі засобами різних середовищ і обирати програмний засіб, адекватний розв’язуваній задачі. На сьогодні досліджено лише окремі питання навчання комп’ютерного моделювання фізичних явищ і процесів.
   Під час навчання комп’ютерного моделювання неодмінно виникає проблема вибору засобу моделювання. Здійснений аналіз стану дослідженності процесу навчання комп’ютерного моделювання свідчить, що одні науковці (О. Бочкін, Х. Гулд, А. Могильов, Н. Пак, Е. Селіванова, Я. Тобочник, Є. Хеннер та інші) при виборі середовища навчання комп’ютерного моделювання є прихильниками мов програмування. Інші науковці (М. Жалдак, Н. Морзе, Ю. Набочук, Л. Панченко, І. Семещук, І. Теплицький та інші) для навчання комп’ютерного моделювання об ирають такі програмні середовища, як СУБД, елек тронні таблиці Microsoft Excel, системи комп’ютерної математики (MATHEMATICA, GRAN та інші). У згаданих вищета інших джерелах автори, як правило, обмежуються розробкою методики навчання комп’ютерного моделювання засобами окремих програмних середовищ. Але, на нашу думку, доцільним є формування умінь комп’ютерного моделювання засобами різних програмних середовищ [5]. На сьогодні ж проблема навчання комп’ютерного моделювання засобами різних програмних середовищ студентів фізичних спеціальностей педагогічних університетів ще не розроблена і мало вивчена.
   Метою статті є сформулювати основні цілі та подати орієнтовний зміст курсу “Комп’ютерне моделювання” для студентів спеціальності “Фізика та інформатика”.
   Нами (у співавторстві з Ю. Рамським) розроблено і впроваджується у навчальний процес підготовки майбутніх вчителів фізики та інформатики курс “Комп’ютерне моделювання”, основною метою якого є розширити уявлення студентів про моделювання як одного із сучасних методів пізнання; сформувати у студентів поняття про обчислювальний експеримент, моделювання детермінованих і стохастичних систем, імітаційне моделювання; ознайомити з комп’ютерними середовищами, які використовуються для створення комп’ютерних моделей, з можливостями використання навчальних комп’ютерних моделей як засобу пізнання та науково-дослідної діяльності.

Таблиця 1.

   Для кращого поетапного засвоєння курсу “Комп’ютерне моделювання” його зміст поділено на п’ять окремих логічно завершених змістових модулів. Нижче подано орієнтовне змістове наповнення навчальних модулів. Модуль 1. Модель як метод пізнання. Тема 1. Моделі і моделювання. Тема 2. Інформаційні моделі. Тема 3. Комп’ютерні моделі. Модуль 2. Математичне моделювання. Тема 4. Математичні моделі. Тема 5. Детерміновані математичні моделі. Тема 6. Обчислювальний експеримент. Тема 7. Моделювання стохастичних систем. Модуль 3. Комп’ютерна графіка в імітаційних моделях. Тема 8. Імітаційне моделюван ня. Тема 9. Комп ’ютерні засоби імітаційного моделювання. Модуль 4. Комп’ютерне моделювання в педагогічних програмних продуктах. Тема 10. Навчальні комп’ютерні моделі. Тема 11. Комп’ютерне моделювання в педагогічних програмних засобах. Модуль 5. Комп’ютерне моделювання фізичних явищ та процесів. Тема 12. Комп’ютерна графіка в імітаційних моделях у фізиці. Тема 13. Використання прикладних програмних засобів для комп’ютерного моделювання у фізиці. Тема 14. Чисельні методи моделювання фізичних явищ та процесів. Тема 15. Моделювання стохастичних явищ у фізиці.
   Опанувавши курс “Комп’ютерне моделювання”, майбутні вчителі фізики та інформатики повинні навчитися створювати комп’ютерні моделі, вибираючи програмний засіб адекватно досліджуваній задачі та обґрунтовуючи свій вибір. Результатом навчання комп’ютерного моделювання повинно бути набуття студентами окремих компонентів системи інформаційно-комунікаційних компетентностей, які є складовими професійних компетентностей майбутнього вчителя фізики.
   Висновки. Отже, навчання комп’ютерного моделювання студентів фізичних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів за пропонованим змістом курсу “Комп’ютерне моделювання” сприятиме формуванню складових професійних компетентностей майбутніх фахівців, що підвищуватиме якість фізико-математичної та технологічної підготовки майбутніх вчителів фізики й інформатики.
   Перспективи подальших пошуків у напрямку дослідження.
   Актуальним, на нашу думку, залишається дослідження можливостей реалізації міжпредметних зв’язків фізики, математики та інформатики у процесі навчання комп’ютерного моделювання.

ЛІТЕРАТУРА

1. Галузеві стандарти вищої освіти: Освітньо-кваліфікаційна характеристика бакалавра. Освітньо-професійна програма підготовки бакалавра зі спец. 6.010100 “Педагогіка і методика середньої освіти. Фізика” напряму підготовки 0101 “Педагогічна освіта”: ГСВО МОН 002-02 / М-во освіти і науки України. – Введ. 02.10.02. – Київ: [б. и.], 2003. – 73 с.
2. Жалдак М. І., Рамський Ю. С., Рафальська М. В. Модель системи соціально-професійних компетентностей вчителя інформатики / М. І. Жалдак, Ю. С. Рамський, М. В. Рафальська // Науковий часопис НПУ імені М. П. Драгоманова. Серія №2. Комп’ютерно-орієнтовані системи навчання : зб. наукових праць / Редрада. – К. : НПУ імені М. П. Драгоманова, 2009. – № 7 (14). – С. 3-10.
3. Іваницький О. І. Теоретичні і методичні основи підготовки майбутнього вчителя фізики до впровадження інноваційних технологій навчання: Автореф. дис. На здобуття наук. ступеня д-ра пед. наук : 13.00.02 / О. І. Іваницький. – К., 2005. – 43 с.
4. Компетентнісний підхід у сучасній освіті: світовий досвід та українські перспективи : Бібліотека з освітньої політики / Під заг. ред. О. В. Овчарук. – К. : “К.І.С.”, 2004. – 112 с.
5. Рамський Ю. С., Хазіна С. А. Комп’ютерне моделювання фізичного процесу у різних програмних середовищах / Ю. C. Рамський, С. А. Хазіна // Науковий часопис НПУ імені М. П. Драгоманова. Серія № 2. Комп’ютерно-орієнтовані системи навчання : зб. наукових праць / Редрада. – К. : НПУ імені М. П. Драгоманова, 2008. – № 6 (13). – С. 93-97.

 
< Попередня   Наступна >

При використанні матеріалів сайту активне гіперпосилання на http://vuzlib.com обов'язкове!
Зворотний зв'язок
© 2010 www.VuzLib.com