Формирование исследовательской компетентности студентов на основе автоматизированного физического практикума

• Автор: Матвеев, Олег Прокопьевич
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Тагил
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ДИДАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ В ЛАБОРАТОРНОМ
ФИЗИЧЕСКОМ ПРАКТИКУМЕ
1 Л. Анализ понятия исследовательской компетентности
1.2. Развитие исследовательских умений на основе лабораторного физического практикума в вузах
1.3. Использование ЭВТ в лабораторном физическом практикуме
1.4. Модель формирования исследовательской компетентности..
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ
2.1. Концептуальные основы методической системы формирования исследовательской компетентности
2.2. Методы, формы и средства формирования исследовательской компетентности
2.2.1. Организация автоматизированного лабораторного практикума
... 2.2.2. Применение автоматизированных установок по оптике
в учебном процессе
2.2.3. Использование автоматизированных установок промышленного
изготовления
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ
3.1. Описание проведения опытно-экспериментальной работы..
3.2. Содержание и результаты поискового и формирующего эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
В настоящее время перед вузом ставится задача формирования у выпускника не только системы профессиональных знаний и умений в четко очерченных границах требований к будущему специалисту, но и профессиональной компетентности, позволяющей ему решать актуальные практические задачи в широком контексте профессиональных ситуаций.
Организация учебного процесса, в ходе которого у студента сформировались бы умения исследовать возникающие проблемы различного характера, представляется важной педагогической задачей. Эти умения в вузе формируются в ходе учебно-исследовательской и научно-исследовательской работы студентов. При выполнении учебных исследований студенты учатся самостоятельно проводить эксперименты того или иного характера, применять свои знания при решении конкретных научных задач. Поскольку эксперимент является очень важной и неотъемлемой частью обучения физике, то наличие исследовательских умений у будущего учителя является необходимым условием его высокого профессионализма. В связи с этим становится актуальной проблема формирования исследовательской компетентности студентов педвузов. Этой проблеме посвятили свои работы Э. Ф. Зеер, И. А. Зимняя, В. Г. Сотник, О. В. Федина, А. В. Хуторской, И. А. Янюк, и др.
Решение этой задачи на современном этапе должно сопровождаться техническим переоснащением всего учебного процесса и, в частности, лабораторного физического практикума с учетом достижений информационных технологий. Более полная реализация различных возможностей применения персональных компьютеров (ПК) (вычислительных, управляющих, измерительных, графических и др.) позволит существенно повысить эффективность использования как компьютеров, так и физического оборудования в лабораторном практикуме. Существенно, что компьютеризация учебного физического эксперимента способствует адаптации студентов к дальнейшей про-

фессиональной деятельности, поскольку автоматизация охватила все сферы деятельности человека и, в первую очередь, современное производство.
В последнее время техническое переоснащение учебного физического эксперимента в значительной степени базируется на создании комплектов нового оборудования с использованием ПК, позволяющих автоматизировать управление экспериментом. Данному направлению развития учебного эксперимента посвящены разработки Л. П. Авакянц, Ю. А. Воронина, Л. В. Горчакова, А. В. Говоркова, В. Е. Иванова, В. А. Извозчикова, Н. В. Калачёва,
В. В. Лаптева, Е. Ю. Левченко, Р. В. Майера, М. Б. Шапочкина и др. В этих работах сформулированы требования, предъявляемые к компьютеризированным измерительным комплексам, принципы их создания, приведено описание некоторых из них. Однако методический аспект их применения разработан недостаточно, вопросы эффективного использования автоматизированных комплексов в литературе практически не освещены. В связи с этим учителя физики при постановке опытов с использованием компьютера испытывают существенные трудности, применяют их чаще всего бессистемно и эпизодически.
Анализ обязательного минимума содержания основных общеобразовательных программ, научно-методической литературы, практики работы общеобразовательных и высших учебных заведений позволяет сделать вывод о наличии следующих противоречий:
- на социально-педагогическом уровне — между требованиями, предъявляемыми обществом к учителю, который должен обладать исследовательской компетентностью, и недостаточной ориентацией вузов на формирование этой компетентности;
- на научно-педагогическом уровне - между возможностями автоматизации учебного физического эксперимента и недостаточной ориентацией учебного процесса на их реализацию;
- на научно-методическом уровне - между возможностями автоматизированного практикума для формирования исследовательской компетентно-

Компьютеры прочно вошли в сферу образования. Они используются для поиска и передачи информации. Сегодня студенты стали меньше пользоваться библиотеками и чаще ищут книги с помощью интернета. Однако в лабораторном практикуме компьютеры используются, как правило, для обработки экспериментальных результатов и в виртуальных работах. Широкое распространение ПК и устойчивый интерес молодёжи к ним позволяет предполагать, что более полное использование возможностей компьютера в физпрактикуме может повысить мотивацию учащихся к выполнению лабораторного эксперимента. Таким образом, использование ПК в составе экспериментальной установки представляется оправданным и перспективным.
Должен ли быть лабораторный практикум полностью автоматизированным? Разумеется, нет. Критерии отбора лабораторных работ, подлежащих автоматизации, могут быть разнообразными. Основным из них является поставленная дидактическая задача. Целесообразно обеспечить автоматизацию только тех работ, в которых предполагаются не только измерения физических величин, но и выявление их функциональных зависимостей, исследование изучаемых процессов.
• Автоматизированная установка позволяет обеспечить визуализацию результатов экспериментального исследования в реальном времени, автоматизацию управления физическим процессом, высокую точность и скорость математической обработки результатов, и их сохранение на электронном носителе информации.
• Создание системы открытого образования связывается с реализацией новых подходов к организации лабораторных практикумов на основе средств информационных и коммуникационных технологий. Всё большее распространение приобретает дистанционное образование, когда студент, находясь вне вуза, посредством Интернета имеет возможность не только получать информацию, но и выполнять реальную лабораторную работу. Опыт