Главная / Информационный гуманитарный портал «Знание. Понимание. Умение» / №2 2009 – Педагогика. Психология
Арынгазин К. М., Дзюбина А. В. Применение интерактивной доски в процессе изучения курса физики в сфере высшего профессионального образования
УДК 378.147:53
Аннотация. Данная статья посвящена исследованию влияния использования интерактивных досок в процессе изучения курса физики в сфере высшего профессионального образования. С точки зрения педагогики и психологии, рассматриваются задачи, которые решаются благодаря применению интерактивных досок. Также в работе рассматриваются методы использования интерактивной доски в зависимости от вида занятия.
Abstract. This article covers the impact of the use of interactive whiteboards in the process of study of physics courses in the sphere of higher vocational education. In terms of pedagogy and psychology, the goals that can be achieved due to the use of interactive whiteboards are being considered. Also in the work methods of the use of interactive whiteboards subject to the type of study are discerned.
Ключевые слова: интерактивная доска, высшее профессиональное образование, курс физики.
Keywords: interactive whiteboard, higher professional education, course of physics.
1. Введение
На чем только люди не писали, и каких методов не применяли за всю историю человечества, пытаясь объяснить друг другу законы мироздания и воспитания нового поколения: и на песке, и на скалах, на глиняных плитах и вощеных дощечках. Наконец, появилась меловая доска. Она помогла расширить коммуникацию, т. е. смысловой аспект взаимодействия, сделать ее массовой, позволила преподавателям и ученикам вырабатывать новые стратегии поиска, раскрывая их творческий потенциал. Доска стала окном в мир знаний и воспитания.
Со временем и обычная школьная доска изменилась: она стала шире, у нее появились "крылья", изменился цвет. Даже писать на ней стали по-другому: сначала — цветными мелками, а затем — фломастерами. На доске начали демонстрировать диафильмы, слайды, учебные фильмы. Чем больше возможностей появлялось у доски, тем легче и увлекательнее становилось учиться. Процесс обучения перестал быть однообразным и скучным. Возникли технологии, в которых учитель оставался за кадром, становился скрытой фигурой, методистом, организовывавшим подачу материала. Ученик доходил до всего сам.
Но и этого оказалось мало! Общество продолжало искать более эффективные методы познания. Как помочь учащимся лучше усвоить материал? как заставить их не отвлекаться? как повысить их успеваемость? — вот что всегда волновало преподавателей всего мира. Но создание интерактивной доски помогло ответить на этот вопрос. Сегодня эти доски уже широко используются по всему миру, а в некоторых странах они стоят, чуть ли не в каждом классе.
Она стала мощным инструментом взаимосвязи преподавателя и студента, важнейшим элементом триады «преподаватель — объект познания — студент» в современном трехкомпонентном педагогическом процессе. Она создает не только картину мира, но и образ мира, субъективизирует эти миры. Она развивает мыслительную деятельность студента, раскрывает смысл объектов познания для личности, тем самым субъективизирует образование, оживляет интерес к знаниям, формирует качества личности.
Интерактивная доска это не только мировой след науки, картина мира, но и живой субъективизированный динамический образ мира, который формирует духовность. Духовность идеальная потребность в познании окружающей действительности и социальная потребность жить в окружающем мире[1].
2. Интерактивная доска в сфере высшего образования
Традиционно на лекционных занятиях используются такие наглядные средства обучения, как доска и мел, плакаты и схемы, слайды. Эти средства помогали в визуализации информации и в определенной степени повышали качество обучения. Однако подобные формы иллюстративной информации имеют существенные ограничения, так как не способны обеспечить ее восприятие одновременно большим числом студентов. Кроме того, представление такой информации — статично и не воспроизводит динамики процесса, столь свойственных большинству технических дисциплин.
Использование информационных технологий позволяет перейти от традиционной технологии, к новой интегрированной образовательной среде, включающей все возможности электронного представления информации.
Компьютеры и проекторы, однако, решают только часть задачи. Психологи рекомендуют задействовать в обучении все основные сенсорные системы человека — визуальную, аудиальную и кинестетическую (телесную). Последняя имеет особое значение, именно с ней связаны такое явление, как моторная память, и возможность довести навыки до автоматизма, т. е. перевести на уровень подсознания. Нельзя, например, чисто умозрительно научиться ездить на велосипеде: никакое глубокое обучение невозможно без включения телесного восприятия и моторики. Здесь, к счастью, нам на помощь приходят такие устройства, как интерактивные доски.
Первая задача, которую позволяют решать интерактивные доски — уйти от привнесенной компьютерной культурой чисто презентационной формы подачи материала.
Вторая задача интерактивных досок — экономия времени занятия за счет отказа от конспектирования. Студенты по окончании занятия могут получить файл с его записью, который можно дома просмотреть на ПК в пошаговом режиме. При этом не только доступны предлагаемые преподавателем иллюстрации и записи, но и правильно воспроизводится последовательность его действий у доски.
Третья задача интерактивных досок — повышение эффективности подачи материала. Чтобы объяснить механизм этого процесса, сделаем небольшое отступление. В художественной фотографии, театре, кинематографе, мультипликации, живописи и других сферах искусства традиционно различают сцену и героя (объект) — говоря языком психологии, фоновое и когнитивное, фон и фигуру. Фон и фигура подчиняются своим законам, они настолько различны, что их оформлением часто занимаются разные люди. В театре это художник сцены и костюмер, в мультипликации — также художник фона и художник-аниматор.
Наиболее сильное воздействие на зрителей достигается именно при удачной комбинации сцены и разворачивающегося на ее фоне основного действия. Надо сказать, что в ранней системе обучения преподаватель был весьма ограничен в создании фона. Чаще всего в его распоряжении имелся лишь тематически оформленный кабинет, плакаты или карты. Когнитивную составляющую материала он писал на доске или показывал на учебных пособиях.
Сегодня ситуация кардинально меняется. Проектор выводит на поверхность интерактивной доски заранее подобранную преподавателем фоновую картинку или фоновое слайд-шоу. Акустические системы создают в аудитории нужный фоновый звук, а преподавателю остается позаботиться о содержательной части материала, он может, скажем, писать или рисовать на интерактивной доске. По силе и глубине воздействия на аудиторию грамотно построенное занятие с использованием компьютера и интерактивной доски может сравниться с кино и театром. Однако от преподавателя для этого потребуются режиссерские знания и навыки. Впрочем, еще пару десятилетий назад фотография и видеосъемка были уделом избранных; возможно, в ближайшие годы в массы пойдет и режиссура.
Четвертая задача интерактивной доски в аудитории — организация групповой работы (или групповых игр), навыки которой сегодня принципиально важны для успешной деятельности во многих областях[2].
Исследования показали, что интерактивные доски, используя разнообразные динамичные ресурсы и улучшая мотивацию, делают занятия увлекательными и для преподавателей, и для студентов.
Правильная работа с интерактивной доской может помочь преподавателям проверить знания студентов. Правильные вопросы для прояснения некоторых идей развивают дискуссию, позволяет студентам лучше понять материал. Управляя обсуждением, преподаватель может подтолкнуть обучающихся к работе в небольших группах. Интерактивная доска становится центром внимания для всей аудитории. А если все материалы подготовлены заранее и легкодоступны, она обеспечивает хороший темп занятия
Работа с интерактивными досками предусматривает простое, но творческое использование материалов. Файлы или страницы можно подготовить заранее и привязать их к другим ресурсам, которые будут доступны на занятии. Преподаватели говорят, что подготовка к занятию на основе одного главного файла помогает планировать и благоприятствует течению занятия. На интерактивной доске можно легко передвигать объекты и надписи, добавлять комментарии к текстам, рисункам и диаграммам, выделять ключевые области и добавлять цвета. К тому же тексты, рисунки или графики можно скрыть, а затем показать в ключевые моменты лекции. Преподаватели и студенты делают все это у доски перед всей аудиторией, что, несомненно, привлекает всеобщее внимание.
Заранее подготовленные тексты, таблицы, диаграммы, картинки, музыка, карты, а также добавление гиперссылок к мультимедийным файлам и Интернет-ресурсам зададут занятию бодрый темп: вы не будете тратить много времени на то, чтобы написать текст на обычной доске или перейти от экрана к клавиатуре. Все ресурсы можно комментировать прямо на экране, используя инструмент Перо, и сохранять записи для будущих уроков. Файлы предыдущих занятий можно всегда открыть и повторить пройденный материал.
Подобные методики привлекают к активному участию в занятиях. Все, что обучающиеся делают на доске можно сохранить и использовать в другой раз. Страницы можно разместить сбоку экрана, как эскизы, преподаватель всегда имеет возможность вернуться к предыдущему этапу занятия и повторить ключевые моменты занятия. Благодаря разнообразию материалов, которые можно использовать на интерактивной доске обучающиеся гораздо быстрее схватывают новые идеи. Преподаватели, которые уже достаточно долго работают с досками, заметили, что качество их занятий заметно улучшилось.
Конечно, нельзя сказать наверняка, что результаты студентов повысятся благодаря работе с интерактивной доской, но многие преподаватели замечают, что студенты стали больше интересоваться тем, что происходит на занятиях. Они активно обсуждают новые темы и быстрее запоминают материал[3].
Обучающиеся быстро привыкают к интерактивной доске. Большой экран позволяет работать всем вместе. На интерактивной доске можно делать записи маркером или пальцем, рисовать поверх любых приложений или сайтов, выделять главные мысли, фиксировать свои наблюдения. Работать с интерактивным оборудованием увлекательно и очень легко, студентам становится интересно учиться. Преподаватели замечают, что благодаря появлению в аудитории интерактивной доски меняются даже самые проблемные студенты. Студент, который раньше тихо сидел за последней партой, вдруг становится активным и начинает творчески мыслить. Студент, который вечно срывал занятия, направляет свою энергию на работу. А тот, кому просто тяжело учиться, находит новые возможности для самовыражения.
Интерактивная доска использует различные стили обучения: визуальные, слуховые или кинестетические. Интерактивные доски не только побуждают студентов к активной работе, но и помогают вам донести материал до каждого в аудитории. Никакое другое оборудование для учебной аудитории не дает таких возможностей. Хотя на мониторе компьютера и отображаются все необходимые программы, его размер не позволяет всей аудитории участвовать в работе. Большой экран, на который проецируется информация, виден каждому студенту. С помощью интерактивной доски вы можете завладеть вниманием всей аудитории, не отходя от экрана.
Интерактивная доска экономит время. Подготовьтесь к занятию на своем компьютере, а на занятии вы просто открываете ваш заранее подготовленный файл на интерактивной доске. А затем вы можете фиксировать идеи студентов, писать поверх веб-сайтов и сохранять всю необходимую информацию в этом же файле. Время занятия должно быть посвящено изучению новой темы, а не поискам нужных материалов или чтению длинных лекций, которые студенты должны записывать слово в слово. Если вы сохраните материалы прошедшего занятия, они всегда будут доступны для тех, кто отсутствовал, и, возможно, они пригодятся вам и в следующем году.
Исходя из всего вышесказанного, можно выделить следующие преимущества работы с интерактивными досками:
1. Основные преимущества:
2. Преимущества для преподавателей:
-
позволяет преподавателям сохранять и распечатывать изображения на доске, включая любые записи, сделанные во время занятия, не затрачивая при этом много времени и сил и упрощая проверку усвоенного материала;
3. Преимущества для студентов:
4. Факторы эффективного использования:
3. Использование интерактивной доски при преподавании физики
Применение интерактивных досок в сфере физического образования открывает множество дополнительных возможностей. Преподаватель может сделать процесс обучения физике значительно более наглядным и интерактивным. Этому способствуют красочные, логично структурированные обучающие программы по физике, позволяющие моделировать опыты и эксперименты, а также возможности тестирования аудитории с моментальным выводом на доску полученных результатов, демонстрации тематических видеоматериалов и многие другие полезные функции интерактивных досок.
Интерактивная доска — ценный инструмент для обучения физике. Доска позволяет работать на ней в двух режимах: интерактивный и режим Office. В интерактивном режиме компьютером можно управлять прямо с поверхности доски с помощью электронных маркеров. В этом режиме доска по мановению волшебной палочки превращается то в координатную сетку, то в космическое пространство, то в подводный мир, в зависимости от тематики задач, которые мы решаем на ней. Координатная сетка помогает быстро, с применением различных цветов показать сложение векторных величин, строить графики и отмечать их преобразования.
Предлагая различные задачи, например, о движении и взаимодействии тел, можно подобрать фон из реальных объектов совершающих эти движения, что вызывает больший интерес у студентов при решении задач. Например, при решении задач на движение с ускорением фоном может служить улица твоего микрорайона с машинами твоих знакомых или даже родственников, при решении задач на закон всемирного тяготения фоном можно сделать планеты и другие космические объекты. Фантазиям преподавателя и студентов здесь нет преград.
При отработке навыков решения задач удобно использовать замечательный инструмент Шторка, который используется для скрытия части доски. На закрытой части доски можно поместить план решения задачи, которым должны пользоваться обучающиеся и открывать его по мере выполнения каждого пункта, можно спрятать уже готовое решение задачи и также открывать постепенно, чтобы студенты могли сверить своё решение с решением преподавателя и т. д. При выполнении тестов эта функция доски также может быть использована для скрытия правильных ответов и последующей их проверки.
Во время объяснения по заранее подготовленному конспекту можно путешествовать с помощью инструмента Прожектор, который затемняет неважный в данную минуту материал и высвечивает на доске именно тот участок, который должен привлечь внимание студентов.
При объяснении материала иногда требуется вернуться к началу или середине своего объяснения, на обычной доске предугадать такой возврат бывает трудно, ведь могут возникнуть различные ситуации: что-то забыли, кто-то прослушал, кто-то не успел дописать. Интерактивная доска позволяет быстро вернуться к тому месту объяснения, которое вызвало затруднение или непонимание материала, т. к. все записи на ней сохраняются. Кроме того, при подготовке конспектов занятий можно сделать ссылки на другие файлы (Word, Excel, PowerPoint), звуковые файлы, видео-файлы, конспекты предыдущих занятий и даже на Интернет страницу[4].
Много времени тратится у преподавателя на помощь студентам, которые пропускают занятия по каким-то причинам, или студентам, которые медленно усваивают материал. Интерактивная доска позволяет сэкономить это время. Инструмент IW Recorder позволяет записать все действия с доской и голос учителя. Записанный файл может быть роздан обучающимся для повторения и подготовке к занятиям.
При работе в режиме Office доска позволяет работать с документами MS Word, MS Excel, MS PowerPoint. Например, при проверке домашнего задания, где необходимо было разобраться в устройстве какого-либо прибора или показать на рисунке направление тока или силы, удобно отсканированный рисунок вместе с заданием поместить в MS PowerPoint, а затем на занятии, не затрачивая времени на воспроизведение условия и рисунка, попросить студентов показать выполнение домашнего задания. Таких слайдов можно сделать несколько и соответственно вызвать несколько студентов для проверки домашнего задания. Все изменения, произведённые в этом режиме, сохраняются в исходном документе, поэтому работы можно проверить после занятия. Домашние задания, выполненные в этих программах, также легко проверяются и обозреваются всей аудиторией.
С помощью компьютерных анимаций можно показывать схемы процессов, объяснение протекания которых связано со знанием структуры вещества на атомно-молекулярном (давление газов, протекание тока, ядерные реакции) или планетарном уровне (образование ветров, магнитное поле Земли, солнечное затмение). Кроме того, их удобно использовать для демонстрации в динамике принципов действия технических устройств (насос, множительный аппарат, двигатель и т. д.), в которых невозможно увидеть процесс в ходе работы механизма. Анимации призваны облегчить введение абстрактных понятий, физических величин, которые связаны с изменением какого-либо параметра во времени (движение относительно разных систем отсчета, ускорение как изменение вектора скорости, правило буравчика и т. д.).
При работе с интерактивной доской эффективно использовать компьютерные интерактивные модели, представляющие собой схемы, графики, имитации процессов и экспериментов, задания, игры, исходные параметры которых задаются пользователем, протекание процессов рассчитывается с использованием физических законов. Результат расчетов представляется в виде статичной или динамичной картины. На основе моделей можно вести изложение материала, составлять задания для тренинга по усвоению понятий и физических законов.
Интерактивные модели позволяют:
При работе с интерактивной доской имеется возможность использования виртуальной лаборатории.
Виртуальная лаборатория имеет уникальные возможности:
Для более эффективного усвоения материала можно использовать фотографии природных явлений, бытовых приборов и приспособлений, экспериментальных установок, технических объектов, портреты ученых. Они призваны проиллюстрировать экспериментальную базу, на которой строятся физические представления и многочисленные технические применения физических явлений, открытых в лаборатории.
Также можно использовать рисунки, которые являются статичными иллюстрациями к текстам сопровождаемых учебников и представляют собой схемы приборов, экспериментальных установок, электрических цепей, образное представление физических величин, символьное изображение протекающих процессов, модельных представлений об их протекании, а также графики зависимостей физических величин от времени, расстояния и т. п., диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязь различных физических параметров объектов.
Из всего вышесказанного следует: ввиду обстоятельств, продиктованных современными условиями, необходимо увеличивать наглядность, доступность и в то же время эффективный объем предоставляемой студентам в рамках обучения информации, что представляется практически невыполнимой задачей без привлечения современных технологий, особенно в преподавании точных наук. С помощью интерактивных досок, либо приборов, подобных им, без привлечения больших финансовых, а также временных затрат, вполне возможно решить эти и многие другие проблемы. Решения на базе подобного оборудования помогают использовать выделенное для проведения обучения время максимально эффективно и увеличить эффективность образования в целом.
Использование интерактивной доски при изучении физики — это ещё один шаг к повышению интереса к предмету, т. к. благодаря именно этой науке создаются подобные приборы.
4. Педагогический эксперимент
На основе всего вышеизложенного нами был проведен педагогический эксперимент. Цель педагогического эксперимента: доказать положительное влияние использования интерактивной доски на педагогический процесс при изучении физики в ВУЗе. Для проведения педагогического эксперимента было разработано и проведено занятие по молекулярной физике с применением интерактивной доски. Тема занятия: «Изопроцессы в газах и их графики».
Задачи занятия:
1) познакомить студентов с изопроцессами и их графиками;
2) формировать у студентов научное мировоззрение, умение выделять и описывать физические явления, строить гипотезы;
3) формировать умение коллективно работать, давать само и взаимооценку.
Занятие начинается с просмотра на интерактивной доске видеофрагмента, в котором объясняется, какие процессы называются изопроцессами и что такое газовые законы. Затем, опираясь на уравнение состояния идеального газа, рассматривается физика явлений основных типов изопроцессов. Это происходит на основе презентации на интерактивной доске с помощью анимации, рисунков, формул, составленной с использованием электронных продуктов издательств «Кирилл и Мефодий», «1С», «Физикон», а также интернет-ресурсов и учебной литературы.
Объяснение начинается с изучения изотермического процесса, дается понятие этого процесса и формула, которой он описывается. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называется изотермическим процессом. Этот процесс описывается законом Бойля — Мариотта: PV = const. После этого дается график изотермического процесса. Для поддержания температуры газа постоянной необходимо, чтобы газ имел возможность и при этом еще успевал интенсивно обменяться теплотой с термостатом — некой системой, сохраняющей свою температуру неизменной. Иначе при сжатии или расширении температура газа будет заметно меняться. График изотермического процесса на плоскости (P,V) представляет собой гиперболу, которая называется изотермой.
Затем переходят к изучению изобарного процесса. На доску выводится сначала его определение, затем график. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называется изобарным процессом. Чтобы в течение всего процесса давление газа в сосуде было постоянным, он должен иметь подвижную стенку. График изобарического процесса на плоскости (V,T) представляет собой прямую, которая называется изобарой.
После этого переходят к изучению изохорного процесса. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называется изохорным процессом. Объем газа остается постоянным, если газ заключен в герметичный сосуд. График изохорического процесса на плоскости (P,T) представляет собой прямую, которая называется изохорой.
После этого для закрепления материала студентам предлагается провести несколько исследований. Сначала студентам вместе с преподавателем предлагается исследовать зависимость давления газа от объема при постоянной температуре 200 К, внимание студентов обращается на то, что изотерма проходит через точки (26 кПа, 60 дм3) и (160 кПа,10 дм3). Затем студенты обсуждают вопрос: через какие точки пройдёт изотерма при температуре 300 К? После расчётов кто-нибудь из студентов рисует электронным пером график на доске в координатах интерактивной модели для 300 К. Запускается модель — расчёты студентов подтверждаются. Таким образом, графическое представление закона Бойля–Мариотта становится более наглядным, а у студентов формируются навыки исследовательской работы. Такие же исследования проводятся для изохорного и изобарного процесса.
В конце занятия для выявления уровня, на котором усвоен пройденный материал студентам предлагается ответить на несколько тестовых вопросов.
Основываясь на результатах теста и на том, как проходило занятие можно сделать следующие выводы. На занятии учебный процесс был организован таким образом, что все студенты были вовлечены в процесс познания. Были созданы комфортные условия обучения, такие, при которых студенты чувствовали свою интеллектуальную состоятельность, что делало продуктивным сам процесс обучения. Это подтверждают результаты теста, приведенные в процентном соотношении: 58% — отлично, 39% — хорошо, 3% — удовлетворительно, в отличие от результата предыдущей проверочной работы: 23% — отлично, 52% — хорошо, 25% — удовлетворительно. Использование интерактивной доски привлекло студентов к активному участию в занятии, предоставило больше возможностей для взаимодействия и обсуждения в аудитории, сделало занятие интересным и увлекательным, помогло сэкономить время примерно на 25%, благодаря чему осталось время для изучения дополнительного материала по теме, анализа практических задач. Благодаря подаче материала с помощью интерактивной доски студенты лучше и быстрее понимали тему, так как все сказанные слова сразу подтверждались наглядно, с помощью анимации, видео, компьютерных моделей, которые имитируют физические процессы. Всё это говорит о том, что процесс обучения с применением интерактивной доски гораздо эффективнее, чем процесс обучения с помощью традиционных форм проведения занятий. Арынгазин Канапия Мубаракович — профессор, доктор педагогических наук, профессор кафедры общей и теоретической физики Карагандинского государственного университета им. Е. А. Букетова.
Дзюбина Анастасия Викторовна — магистрант физического факультета Карагандинского государственного университета им. Е. А. Букетова.
E-mail: anastasiya8585(at)bk.ru
[1] Диалектика в исследовании педагогики. Материалы международной научно-теоретической конференции «Актуальные проблемы развития мировой философии». Астана, 2008. C. 284.
[2] Галишникова Е. М. Использование интерактивной доски в процессе обучения // Учитель. 2007. № 4. C. 8.
[3] Захарова И. Г. Информационные технологии в образовании: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. М., 2003. С. 12.
[4] Полат Е. С., Бухаркина М. Ю., Моисеева М. В., Петров А. Е. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. М., 2005. С. 20.
|
|
Вышел в свет
№4 журнала за 2021 г.
|
|
|