1

Міністерство освіти і наукиУкраїни Політехнічний технікум

Конотопського інституту Сумського державного

університету

Електронний підручник як засіб підвищення

якості знань з фізики студентів

Політехнічного технікуму

Комісаренко Неоніла Ігорівна, викладач фізики

вищої категорії, "старший викладач"

Політехнічного технікуму Конотопського

інституту Сумського державного університету

Суми - 2015

2

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………….3

РОЗДІЛ І Якість знань як сучасна вимога до майбутніх фахівців ..……….…..7

1.1 Поняття «якість знань» у науково-педагогічній літературі…….……..7

1.2 Дослідження проблеми підвищення якості знань…………………........9

1.3 Використання електронного підручника як один із шляхів підвищення

якості знань………………………….……………………………..…....11

1.3.1 Що таке «електронний підручник?» .……………………………...11

1.3.2 Вимоги до структури електронного підручника…………13

1.3.3 Порівняння переваг і недоліків традиційних та електронних

підручників…………………………............................................................17

РОЗДІЛ ІІ Практичні аспекти використання «Електронного підручника з

фізики для студентів І курсу Політехнічного технікуму» з метою підвищення

якості знань у процесі вивчення дисципліни……………………………………..19

2.1 Опис електронного підручника з фізики для студентів І курсу

Політехнічного технікуму та його структура……………….………..19

2.2 Методика використання електронного підручника …………...……..29

ВИСНОВКИ………………………………………………………………………..43

Список використаних джерел …...……………………………………………...45

ДОДАТКИ………………………………………………………………………….48

Додаток 1. Словник термінів ………………..……………………...................48

Додаток 2. Головне меню підручника…...………..………….………...…......49

Додаток 3. Вигляд сторінок підручника….…………..…………………….....50

Додаток 4. CD - диск (електронний підручник)….……………….…...…......54

3

ВСТУП

Одним із принципів стратегії розвитку європейської системи неперервної

освіти є утворення механізмів забезпечення якості освіти, її оцінки та

моніторингу з метою постійного зростання та удосконалення якості.

В Україні проблему якості освіти проголошено національним

пріоритетом. У кінцевому результаті успішність розвитку нашої країни

залежить від якості освіти творців та реалізаторів економічних, політичних та

соціальних зрушень у суспільстві.

Останнім часом у системі вітчизняної освіти відбуваються реформаційні

процеси, спрямовані на досягнення рівня найкращих світових стандартів.

Одним із шляхів підвищення якості навчання і виховання, зазначеним у

Концепції Державної програми розвитку освіти, є впровадження новітніх

педагогічних та інформаційних технологій.

Основна вимога часу – підняти роль вищої і середньої спеціальної освіти

як важливого чинника впливу на економіку, поступального руху суспільства.

Система підготовки майбутніх фахівців має бути дієвим знаряддям,

провідником єдиної державної і науково-технічної політики. Головна якість

кваліфікованого фахівця – вміння грамотно виконувати професійні завдання.

Тільки володіючи цими якостями фахівець може бути центральною фігурою

науково-технічного прогресу [7].

Перегляд загальних орієнтирів в освіті, у тому числі в технічній,

приводить до розуміння того, що фундаментальність фізичної освіти слід

розглядати нерозривно з професійною спрямованістю здобутих знань.

У цьому випадку важливим питанням, яке підлягає дослідженню, стає

співвідношення фундаментальних знань у багажі професійних знань

майбутнього фахівця. Це питання сучасних потреб педагогічної практики. Воно

має розв'язуватись під час викладання навчальних дисциплін – фізики та інших

природничих предметів. Звичайно, для такого сучасного комплексного підходу

викладання дисципліни необхідні й нові спеціальні підручники, які мають

4

будуватися на раціональному зерні, враховуючи фундаментальність,

професійну спрямованість та ще багато інших чинників.

Разом з тим досліджень, присвячених комплексному підходу до проблеми

підготовки студентів з фізики щодо підвищення якості знань, фундаментальної

та професійної спрямованості навчання, дуже мало.

Саме тому впровадження новітніх педагогічних та інформаційних

технологій, використання нових засобів навчання (створення електронних

підручників, нових програмно-методичних комплексів) для підвищення

ефективності навчання та якості знань студентів при вивченні фізики є

актуальним і перспективним, а недостатня теоретична та практична розробка

окресленої проблеми зумовили вибір теми дослідження «Електронний

підручник як засіб підвищення якості знань з фізики студентів Політехнічного

технікуму».

Протягом останніх сорока років ведуться дослідження в застосуванні

інформаційних технологій в області освіти в наукових центрах та навчальних

закладах Західної Європи, Америки, Японії, Росії та ін., розробляється велика

кількість комп’ютерних систем для потреб освіти, орієнтованих на підтримку

різних сторін навчально-виховного процесу.

В Україні проблемі якості знань в освіті присвячені дисертаційні

дослідження, зокрема Андрущенко В.П. [1]. Чимала кількість науково-

методичних напрацювань з проблеми якості знань майбутніх фахівців –

студентів ВНЗ, а саме: праці Маслєннікова Л.В., Ріхтер О.Є., Глазунова О.Г. та

інші [22]. Створенням та використанням електронних додатків до підручників з

метою підвищення якості знань учнів займаються науковці

Сумський В.І., Мисловська С.К., Воловий Р.П. та інші [ 16 ].

Об'єкт дослідження – якість знань студентів з фізики як критерій

навчально-виховної роботи.

Предмет дослідження – методика підвищення якості знань студентів у

процесі вивчення фізики з використанням електронного підручника.

5

Мета дослідження – розробити методичну систему використання

електронного підручника для підвищення якості знань студентів у процесі

навчання фізики.

В основу методичної системи навчання покладені парадигми особистісно-

орієнтованого, проблемного та інтерактивного навчання, евристичні та

дослідницькі методи в поєднанні із засобами ІКТ, направлені на формування

пізнавальної самостійності, творчого розвитку та саморозвитку особистості.

Відповідно до предмету дослідження були визначені завдання

дослідження:

‒ провести аналіз науково-педагогічної, методичної літератури,

присвяченої проблемі підвищення якості знань як сучасної вимоги

підготовки фахівців з використанням нових комп'ютерних технологій;

‒ проаналізувати використання сучасних педагогічних програмних

засобів з фізики з точки зору їх дидактичного призначення та порівняти

навчальні можливості традиційних та електронних підручників у

контексті дидактичних функцій комп'ютера в навчальному процесі з

фізики;

‒ розробити методику застосування електронного підручника.

Для вирішення поставлених завдань були застосовані такі методи

дослідження:

‒ теоретичні: системний аналіз науково-методичної літератури з

проблеми дослідження; аналіз та систематизація сучасних вітчизняних

і зарубіжних педагогічних програмних засобів; вивчення передового

педагогічного досвіду навчання фізики з використанням комп'ютерних

технологій;

‒ емпіричні: цілеспрямоване педагогічне спостереження; анкетування,

індивідуальні бесіди зі студентами та викладачами.

Також проведено викладення навчального матеріалу із застосуванням

розробленої методики використання електронного підручника, накопичено

статистичні дані та здійснено їх аналіз щодо якості знань студентів.

6

Теоретичне значення досвіду полягає в доведенні необхідності та доцільності

застосування електронних підручників як методичних комплексів з метою

формування стійкого пізнавального інтересу до навчання та підвищення якості

знань студентів ВНЗ.

Практичне значення:

‒ розроблено електронний навчально-методичний комплекс з фізики для

студентів І курсів;

‒ розроблено методичну систему використання електронних матеріалів

для активізації пізнавальної діяльності та підвищення якості знань;

‒ матеріали дослідження можуть бути використані викладачами ВНЗ та

вчителями шкіл у власній педагогічній діяльності.

Результативність: апробація та впровадження результатів досвіду

здійснено під час навчального процесу на базі Політехнічного технікуму

Конотопського інституту Сумського державного університету. Результати

дослідження представлені на педагогічній раді закладу ( Протокол №4 від

14.01.2015 р. засідання методичної ради. Термін проведення апробації – 2012 –

2013 н.р., 2013 – 2014 н.р., 2014 – 2015 н.р.), висвітлені у тезах науково-

методичної конференції викладачів, співробітників і студентів КІ СумДУ.

Подальші наші методичні пошуки будуть присвячені поліпшенню

створеного електронного підручника та розширенню його можливостей,

удосконаленню методики його використання у процесі викладання фізики.

Також варто дослідити вплив використання електронного методичного

комплексу на здоровʼя, емоційний та психологічний стани студентів та

викладачів.

7

РОЗДІЛ І. Якість знань як сучасна вимога до майбутніх фахівців

1.1. Поняття «якість знань» у науково-педагогічній літературі

Педагогічний словник дає таке визначення: «Поняття «якості знань»

передбачає співвіднесення видів знань з елементами змісту освіти й тим самим

з рівнями засвоєння» [5]. У ряді наукових праць якість знань досліджується як

головна властивість навчальної підготовки учнів, як інтегральний показник

засвоєння змісту навчання [11].

Іншим підходом у розробці проблеми якості знань відрізняються

дослідження М. О. Данилова, Б. П. Єсіпова, М. Н. Скаткіна, І. Я. Лернера,

Т. В. Кудрявцева, М. І. Зарецького, С. Г. Шаповаленко та інших. Ці автори

прагнуть врахувати й описати якості, за допомогою яких характеризуються

окремі сторони цілісного знання учнів.  Як інтегрована характеристика

педагогічної системи поняття якість відображає якість кожної її структурної

одиниці: змісту, процесу і результатів навчання. У свою чергу, якості цих

структурних підсистем характеризуються певними параметрами і показниками.

Наприклад, якість знань учнів характеризується повнотою, глибиною,

систематичністю, системністю, оперативністю, гнучкістю, конкретністю,

узагальненістю, усвідомленістю, міцністю [ 2 ].

Так, повнота знань – кількість знань, визначених навчальною програмою.

Глибина – усвідомлення існуючих зв'язків між групами знань. Гнучкість –

уміння учнів застосовувати набуті знання у стандартних і нестандартних

ситуаціях; знаходити варіативні способи використання знань; уміння

комбінувати новий спосіб діяльності із вже відомим. Систематичність –

усвідомлення структури знань, їх ієрархії, послідовності, тобто усвідомлення

одних знань як базових для інших. Міцність – тривалість збереження їх у

пам'яті, відтворення їх у відповідних ситуаціях. Системність знань –

осмислення учнем місця знання в структурі наукової теорії. Оперативність –

уміння користуватися знаннями в необхідних ситуаціях. Конкретність – уміння

розкласти знання на елементи. Узагальненість знань – уміння виразити

конкретне знання в узагальненій формі [23].

8

Очевидно, що поняття якості знань є багатозначним. На емпіричному

рівні воно відповідає поясненню поняття якості в тлумачних словниках:

відповідність предмета як результату праці деяким заданим стандартам. Але це

тлумачення не вичерпує сутності змісту наукового поняття якості в освіті.

З іншого боку, якість знань – це співвідношення між цілями і

результатами навчання, міра досягнення результату розвитку учня. Тобто

результати знань обов'язково мають містити в собі оцінку того, якою ціною ці

результати досягнуто.

У Національній доктрині розвитку освіти України у ХХІ столітті

зазначається, що якість знань – це показник, який синтезує всі етапи

становлення особистості, умови і результати навчально-виховного процесу,

відповідності реально досягнутих результатів нормативним вимогам,

соціальним і особистісним сподіванням [ 17 ].

Особливiстю фiзики як навчального предмета в Політехнічному

технікумі є його спрямованiсть на використання знань, умінь i навичок у

професійній діяльності майбутнього фахівця, сформованість достатнього рівня

компетенцiї.

Таким чином, під якістю знань студентів будемо розуміти як загальну

характеристику результатів навчання (володіння навчальним матеріалом,

здатність його вiдтворювати, умiння та навички знаходити потрібну

iнформацiю, аналiзувати її, застосовувати в стандартних i нестандартних

ситуацiях у межах вимог навчальної програми), так і окремі, найбільш істотні

властивості результатів навчання – ступінь володіння професійними уміннями

та навичками, розвиток особистості.

Якість знань може бути представлена за допомогою критеріїв оцінки

знань, умінь і навичок. Під оцінкою якості знань розуміється судження про

наявність чи про інтенсивність, ступінь прояву знань, умінь та навичок,

засноване на співставленні передбачуваних і досягнутих результатів навчання

[23]. А критерій (згідно зі сталим у логіці тлумаченням цього поняття) – ознака,

на основі якої проводиться оцінка, визначення чи класифікація чого-небудь.

9

Отже, якість знань у цілому і є такою ознакою, засобом для судження, мірилом

оцінки результатів засвоєння знань, сформованості умінь та навичок [23].

Однак система оцінки якості освіти в цілому, точніше розробка критеріїв

цієї оцінки, не може бути виконана раз і назавжди. Критерії оцінки якості

виходять із постійного врахування викликів часу – соціальних, економічних та

інших процесів.

1.2. Дослідження проблеми підвищення якості знань

Конкретизуючи сьогоднішні проблеми вищої освіти, відмітимо основні з

них:

‒ відсутність тісної інтеграції освіти, науки і виробництва;

‒ престиж вищої освіти, її суспільні цінності;

‒ залишкове фінансування освіти з боку держави;

‒ наявність інерції суспільної свідомості в оцінці престижу професій;

‒ дефіцит відповідних науково-педагогічних кадрів;

‒ консерватизм освітньої системи та недостатнє швидке реагування на

зміни та потреби суспільства.

Якість навчання в цьому переліку стоїть на першому місці. Проблему

породили зміни, що мають місце в суспільстві та освіті за останній проміжок

часу. З одного боку – це характерне зростання об’єму необхідної інформації, а

традиційними проблемами нашого студента є перевантаження навчальною

інформацією, ускладнення змісту та зменшення часу, відведеного для його

засвоєння. З іншого – одночасно в усіх сферах зростають вимоги до якості

знань фахівця.

Негативні тенденції, які, на жаль, мають місце в нашому суспільстві,

приводять до того, що багато студентів не бачать зв’язку між якістю здобутих

знань та матеріальним благополуччям, яке сьогодні, як не прикро, є мірилом в

оцінці особистості. Не всі усвідомлюють, що знання, інтелект та моральність є

головними ресурсами стійкого прогресу і саме вони в кінцевому результаті

визначають не лише долю окремої людини, а й зрушення в суспільстві загалом.

10

Як зазначено в Законі України «Про вищу освіту» [9], дана проблема – це

питання стратегії і тактики в освіті.

Питання стратегії – це:

‒ інтелектуальний потенціал навчального закладу, тобто кваліфіковані

педагогічні та науково-педагогічні кадри;

‒ сучасна навчально-матеріальна база;

‒ наукові дослідження, спрямовані на аналіз кращого вітчизняного

досвіду та зарубіжної практики;

‒ системна робота, направлена на пошук здобутків викладачів-новаторів

та розповсюдження їхнього досвіду.

З іншого боку – це питання тактики, що включає:

‒ особистість викладача, його високий професіоналізм, здатність до

психологічного впливу;

‒ методику проведення занять, розробку й обґрунтування оптимальної

тактики навчання;

‒ навчальні матеріали, їхню актуальність і достатність;

‒ організацію індивідуальної та позааудиторної діяльності студентів.

Проблемі підвищення якості знань присвячені моніторингові дослідження

[20]. Харківською академією неперервної освіти було проведене дослідження

щодо стану навчально-методичного та матеріально-технічного забезпечення

предметів природничо-математичного циклу (у межах державної атестації

загальноосвітніх навчальних закладів), які виявили, що:

‒ найбільш актуальними проблемами стану підвищення якості

природничо-математичної освіти є відсутність мотивації та інтересу

учнів до вивчення предмета;

‒ учителі фізики недостатньо використовують у своїй роботі

інформаційно-комунікаційні технології та електронні засоби

навчального призначення [20].

Опитування засвідчило, що лише 40,00 % учителів фізики

використовують ресурси освітніх порталів, 24,62 % – спеціалізованих Web-

11

сайтів, 35,38 % – відеоматеріали з Інтернету, 32,31 % – віртуальні лабораторії

та 20,00% – електронні посібники, видання [20].

Таким чином, кількість вчителів, які застосовують інформаційно-

комунікаційні та компʼютерні технології, є незначною. На нашу думку, це

можна пояснити як неволодіння даними методами, тому великі резерви для

підвищення якості знань криються в запровадженні в навчальний процес

інформаційних технологій.

Отже, можна зробити висновок, що для підвищення якості навчання як у

школах, так і в ВНЗ, слід розробляти такі методичні системи навчання, які б:

‒ повернули мотивацію до навчання;

‒ розвивали пізнавальний інтерес до навчання;

‒ розвивали пізнавальну активність та активну життєву позицію;

‒ розвивали творче мислення та творчий потенціал;

‒ спонукали до необхідності самостійно поповнювати знання;

‒ вчили приймати нестандартні рішення;

‒ формували творчу особистість.

Тобто сьогодні завдання не в тому, щоб дати студенту знання, а щоб

сформувати у нього потребу в них, виховати прагнення до їх постійного

оновлення та власного самовдосконалення. А головний критерій навчальної та

виховної роботи – це якість підготовки фахівців.

1.3. Використання електронного підручника як один із шляхів

підвищення якості знань студентів

1.3.1. Що таке «електронний підручник?»

Сучасна система освіти все активніше використовує інформаційно-

комунікаційні технології. Цьому сприяє ряд чинників, і перш за все –

оснащення освітніх установ потужною комп’ютерною технікою та розвиток

спільноти мережі Інтернет.

Сутність інформаційних та мультимедійних технологій навчання та

особливості їх використання у навчальному процесі розглядали науковці

12

М. Анісімова, В. Глушков, А. Єршов, М. Жалдак, Є. Клементьєва, В. Лавринець

та ін. Питання психологічного впливу мультимедійних засобів навчання на

суб’єктів навчання досліджували Ю. Воронін, Г. Костюк, Б. Кривицький,

В. Рубцов, О. Тихомиров, К. Шоломий та ін.

Ще до появи нових інформаційних технологій експерти, провівши безліч

експериментів, виявили залежність між методом засвоєння матеріалу і

здатністю відновити засвоєні знання деякий час по тому. За даними ЮНЕСКО,

при слуховому сприйнятті закріплюються 15% мовної інформації. Якщо

інформація була представлена візуально – 25%. При комбінуванні впливу

(зорового і слухового) одночасно людина запам’ятовує 65% інформації, а якщо

людина залучалася до активних дій у процесі вивчення, то засвоюваність

матеріалу підвищувалася до 75% [4].

Однак впровадження нових технологій у навчальний процес лише тоді

буде ефективним та доцільним, якщо під час їх розробки та використання

вдається максимально зберегти як переваги традиційних форм навчання, так і

відкрити нові можливості.

Обираючи оптимальну для процесу навчання технологію у вищих

навчальних закладах І-ІІ рівнів акредитації, необхідно врахувати багато

чинників: специфіку навчального закладу та спеціальності, рівень матеріально-

технічного забезпечення, завдання й особливості навчальної дисципліни, а

також особливості та специфіку контингенту, який щороку поповнює

навчальний заклад.

Один із способів підвищення якості навчання – використання на заняттях

фізики інформаційних технологій, однією з яких є навчально-методичний

комплекс «Електронний підручник».

В останні роки робляться активні спроби впровадити їх у навчальний

процес, накопичено певний досвід їх створення. Можна, нарешті, говорити про

визначення самого терміну «електронний підручник».

У літературі зустрічається таке означення: «Електронний підручник – це

навчальна програмна система комплексного призначення, що забезпечує

13

неперервність і повноту дидактичного циклу процесу навчання: пропонує

теоретичний матеріал, забезпечує тренувальну навчальну діяльність і контроль

рівня знань, а також інформаційно-пошукову діяльність, математичне й

імітаційне моделювання з комп’ютерною візуалізацією і сервісні функції за

умови здійснення інтерактивного зворотного зв’язку» [8].

Більш сучасне та стисле означення електронного підручника

запропоноване автором Е.Б. Карповим у журналі «Открытое образование» (№

2/2001): «Електронний підручник – це підручник, в якому основні завдання

передачі знань вирішуються з використанням можливостей комп’ютера і

комп’ютерних мереж» [14]. Електронний підручник є програмним засобом,

який дозволяє представити для вивчення теоретичний матеріал, організувати

самостійну роботу, виявити й оцінити рівень знань студентів, а також містить

потрібну довідкову інформацію.

Разом з тим електронний підручник – це не лише підручник у

звичайному розумінні, але й довідник та дидактичний посібник для студентів.

1.3.2. Вимоги до структури електронного підручника

Підручник, у тому числі й електронний – це основна навчальна книга з

дисципліни. У ньому мають бути охарактеризовані базові знання, визначені

Державними освітніми стандартами.

Завдання будь-якого підручника, а також з фізики – розкрити

найважливіші процеси і явища, які визначають зміст фізичної дисципліни.

Слід мати на увазі, що підручник повинен містити не тільки

характеристику знань, відображати певну систему науково-наочних знань, але й

розкривати методичні аспекти їх отримання.

Створення электронного підручника – це творчий довготривалий процес,

який вимагає від викладача певних знань: методики викладання та

комп’ютерної грамотності.

На ринку комп’ютерних продуктів з кожним роком зростає число

навчальних програм, електронних підручників і т.п. Одночасно не вщухають

14

суперечки про те, яким має бути «електронний підручник», які функції

«ставляться йому в обов’язок».

Можна виділити 3 основні режими роботи електронного підручника

(сучасні паперові підручники мають теж працювати в цих режимах) [12]:

‒ навчання без перевірки;

‒ навчання з перевіркою, при якому в кінці кожного розділу (параграфа)

пропонується відповісти на кілька запитань, які дозволяють визначити

ступінь засвоєння матеріалу;

‒ тестовий контроль, призначений для підсумкового контролю знань з

метою виставлення оцінки.

Традиційна побудова електронного підручника – це пред’явлення

навчального матеріалу, практика та тестування.

Сьогодні до електронного підручника ставляться певні вимоги [12]. По-

перше, інформація з вибраного курсу повинна бути добре структурована і

представляти собою закінчені фрагменти курсу з обмеженим числом нових

понять.

По-друге, кожен фрагмент поряд з текстом повинен подавати інформацію

в аудіо- або відеоформаті («живі лекції»). Обов’язковим елементом інтерфейсу

для «живих лекцій» є прокрутка, що дозволяє повторити матеріал з будь-якого

місця.

По-третє, текстова інформація може дублювати деяку частину живих

лекцій.

По-четверте, на ілюстраціях, що представляють складні схеми або

пристрої, повинна бути миттєва підказка, що з’являється або зникає синхронно

з рухом курсора по окремих елементах ілюстрації (карти, плану, схеми,

креслення).

Пʼята вимога – текстова частина повинна супроводжуватися численними

перехресними посиланнями, що дозволяють скоротити час пошуку необхідної

інформації, а також потужним пошуковим центром. Перспективним елементом

15

може бути підключення спеціального тлумачного словника з даної предметної

області.

По-шосте, відеоінформація або анімація повинні супроводжувати розділи,

які важко зрозуміти в звичайному викладі. У даному випадку для користувачів

потрібно значно менше часу (у п’ять-десять разів) у порівнянні з традиційними

підручниками. Деякі явища взагалі неможливо людині бачити, однак їх можна

змоделювати. Відео, анімації дозволяють змінювати масштаб часу і

демонструвати явища в прискореній, повільній або вибірковій зйомці.

По-сьоме, наявність аудіоінформації, яка в багатьох випадках є основною

і незамінною змістовою частиною підручника.

Восьма вимога − можливість копіювання і виведення тексту підручника

на друк.

По-девʼяте, доступність комп’ютерної реалізації електронного підручника

для некваліфікованого користувача, тобто потрібно створити простий і зручний

інтерфейс для роботи з підручником.

Створення електронного підручника з урахуванням перелічених вимог

забезпечує ефективність його використання в навчальному процесі.

Із зазначеного вище випливають вимоги до методики створення

електронного посібника:

‒ навчальний матеріал основного підручника повинен бути розбитий на

блоки – розділи, теми;

‒ кожен блок повинен містити детальні ілюстрації – анімації, відео,

інтерактивні моделі;

‒ ілюстрації повинні підбиратися таким чином, щоб більш детально і

просто пояснити матеріал, який важко сприймається студентами;

‒ основний матеріал блоку повинен об’єднуватися в одне ціле за

допомогою гіперпосилань, які можуть зв’язувати й окремі блоки

електронного посібника;

‒ доцільно доповнити матеріал посібника примітками, які випливають в

окремих віконцях;

16

Відповідно до описаних вимог електронні підручники повинні бути

побудовані так, щоб особа, яка навчається, могла перейти від діяльності,

здійснюваної під керівництвом викладача, до самостійної роботи та

максимальної заміни викладацького контролю самоконтролем. Для досягнення

даної вимоги підручник повинен містити докладний опис раціональних

прийомів діяльності, критеріїв правильності прийнятих рішень.

На думку В. Л. Іванова, перспективною була б розробка такого

електронного підручника, який би забезпечував [12]:

‒ імітацію занять;

‒ самостійність вивчення матеріалу;

‒ власний темп засвоєння;

‒ самоконтроль знань (повинна бути розроблена система завдань і тестів

з оцінюванням результатів);

‒ можливість для обдарованих студентів вивчати більший обсяг знань,

ніж передбачено програмою (наявність довідника, матеріалу для

поглибленого вивчення дисципліни);

‒ індивідуальну програму навчання для кожного користувача.

На заняттях використання електронного підручника можна було б

здійснювати таким чином: основні елементи навчального матеріалу виводяться

на екран у вигляді тексту, малюнка чи схеми, що супроводжується звуковим

поясненням диктора. При цьому важливо, щоб студент не залишався пасивним,

а брав активну участь у навчальному процесі. Тому під час розробки

електронного підручника слід передбачити можливість діалогового режиму,

переривання заняття в будь-який момент, переходу до іншого заняття або

фрагмента поточного заняття, отримання довідкової інформації.

Що стосується контролю знань студентів, то він повинен бути

максимально об’єктивним. Для цього, крім завдань із вказівками і готових

розв’язань задач, необхідно забезпечити достатню кількість тренувальних

вправ. Електронний підручник, створений з використанням комп’ютерних

технологій, повинен містити в тій чи іншій формі весь навчальний матеріал,

17

який може знадобитися користувачу. Важливо також забезпечити

індивідуальність програми навчання студентів, щоб вони могли працювати з

тими завданнями, які відповідають їхньому рівню знань, інтересів та потреб,

виходячи із завдань особистісно-орієнтованого навчання [6].

1.3.3. Порівняння переваг і недоліків традиційних та електронних підручників

Значну роботу у створенні національних паперових підручників

здійснено у 1992-1999 роках в Україні. Зокрема видані підручники з фізики:

(автори Бугайов О. І., Смолянець В. В., Гончаренко С. У., Коршак Є. В.,

Ляшенко О. І. і ін.), мали свої переваги і недоліки. Деякі були дуже

перевантажені науково, інші – занадто математизовані, мали нечіткі

формулювання, подекуди й грубі фізичні помилки, що не сприяли формуванню

інтересу до вивчення предмета.

Електронні підручники, такі як «Открытая физика» російської фірми

«Физикон», «Фізика», «Астрономія», програми «Бібліотека електронних

наочностей», «Віртуальна фізична лабораторія», «1С: Образование», теж мають

свої особливості, які є недоліком у процесі викладання у ВНЗ І-ІІ рівнів

акредитації. По-перше, засоби розраховані на шкільну програму, що не

відповідає програмі навчальних закладів І – ІІ рівнів акредитації як кількістю

годин, так і змістовно. По-друге, не містять міжпредметних зв’язків зі

спеціальностями політехнічного напрямку. По-третє, не передбачають

самостійного вивчення навчального матеріалу та не містять методичне

доповнення для забезпечення самостійної роботи студентів та індивідуальної

програми занять.

Отже, проблема удосконалення підручників є однією з найактуальніших

на сучасному етапі розвитку освіти.

Проблема набуває гострої актуальності ще через те, що з кожним роком

обсяг годин на вивчення дисципліни у ВНЗ І-ІІ рівнів акредитації зменшується,

хоч об’єм матеріалу, кількість інформації, рівень умінь і знань зменшувати не

18

можна. Електронний підручник одночасно дає можливість розв’язати проблему

недостатнього забезпечення студентів друкованою навчальною літературою у

зв’язку з нестачею коштів для поповнення бібліотечного фонду.

Саме тому і постала необхідність створення не просто електронного

підручника, а такого навчально-методичного комплексу, який би був

максимально пристосований до потреб студентів та їх умов навчання,

підвищував ефективність проведення занять та забезпечував якість знань.

19

РОЗДІЛ ІІ. Практичні аспекти використання «Електронного підручника з фізики для студентів І курсу Політехнічного технікуму» з метою підвищення якості знань у процесі вивчення дисципліни

2.1. Опис електронного підручника з фізики для студентів І курсу Політехнічного технікуму та його структура

«Електронний підручник з фізики для студентів І курсу Політехнічного

технікуму» призначений для відкритого доступу і використання в процесі

аудиторного навчання студентів І курсу та самопідготовки вдома.

Викладачу надається можливість гнучкої корекції методичних матеріалів

і дидактичного доповнення відповідно до змін у навчальних програмах.

Підручник не відзначається високим дизайном, але дає можливість

включати сучасні способи представлення інформації, містить інтерактивні

засоби контролю знань, у тому числі й для самоперевірки.

Створений для студентів І курсу електронний підручник міститься на

окремому магнітному носії – СD-диску. Має такі параметри: об’єм пам'яті –

700 Мб, операційна система – Microsoft Windows XP і вище, Інтернет – браузер

– Microsoft Internet Explorer, програвач мультимедійних файлів – GOM Player.

Копія підручника розміщується на сервері Політехнічного технікуму

Конотопського інституту Сумського державного університету. Він доступний

для використання в електронній бібліотеці закладу та в кабінетах фізики.

Кожен студент має можливість записати електронний підручник на диск або

флеш-пам'ять і працювати з ним вдома.

Створений власноруч електронний підручник максимально

пристосований до потреб студента. Він містить навчальний матеріал, що

відповідає програмі з фізики у Політехнічному технікумі, який доповнений

комп’ютерними ілюстраціями та віртуальними експериментами, всі конспекти

занять, домашні завдання, зразки розв’язку типових задач, інструкції виконання

лабораторних робіт, матеріали для самостійної роботи, варіанти тематичних

контрольних робіт, екзаменаційні питання, програму тестування, довідкові

матеріали та багато іншого.

Головний інтерфейс, система навігації

Тематичний план дисципліни (програма)

Теоретичний матеріал по курсу дисципліниМатеріал для самостійного вивченняМатеріали для проведення самоконтр.Інструкції до лаборатор. робітМатеріали щодо тестового контролюЕкзаменаційні матеріали

Віртуальна лабораторія

Конспекти занять п о курсу дисципліни Метод. Рекомендації до самостійної роботи

Додатковий матеріал

Додатковий матеріал

Прикл. розв'язкутемат. конт.роб. роРоб. робробіт

Приклади розв'язку задач і вправ;

Інструкції

Техніка безпеки проведення лабораторних робіт

Тести

Програмне забезпечення для проведення тестів

Система протоколювання

Залікові матеріали

Екзаменаційні матеріали

20

Таким чином, електронний підручник має три складові: інформаційну,

дидактичну та методичну, що перетворює його в завершений електронний

навчально-методичний комплекс з дисципліни «Фізика».

Структурна схема електронного навчально-методичного комплексу

електронного підручника подана на рис. 1.

Рис.1 Структурна схема навчально-методичного комплексу електронного

підручника.

Вперше подібний електронний навчально-методичний комплекс був

розроблений для студентів у Тюменському державному університеті з курсу

«Концепции современного естествознания» [10].

Інформаційна складова електронного підручника з фізики містить

текстовий підручник, у якому відображено основний науковий зміст навчальної

дисципліни. Майже кожний параграф доповнено віртуальними демонстраціями

(наприклад, розтяг пружини та одночасна побудова графіка), анімаціями

(наприклад, рух молекул в різних агрегатних станах), відео (наприклад, урок із

21

космосу), що дозволяє в електронному посібнику продемонструвати багато

положень фізичної теорії, фізичні процеси та подати в динаміці їх розвитку, що

викликає ілюзію реальності. Перш за все, це ті процеси, які не можна показати

на дослідах чи побачити в реальності. Наприклад, закон радіоактивного

розпаду змодельований за допомогою анімації. Імітаційні моделі дозволяють

змінювати умови протікання фізичних явищ, що неможливо реалізувати в

паперовому варіанті підручника. Інтерактивні моделі (наприклад, дія сили

Ампера в залежності від сили струму, магнітного поля чи розташування

провідника) дозволяють користувачеві встановити зворотний зв’язок, а саме:

оперативну відповідь і візуальне підтвердження на певну дію при вивченні

матеріалу.

Додаткові та інформаційні матеріали з курсу дисципліни доповнюють

текстовий підручник. Це необхідні таблиці, цікавий додатковий матеріал, що

виходить за межі навчальної програми, який розширює потенціал підручника та

стимулює до творчої роботи.

Важливим компонентом інформаційної складової підручника є віртуальна

лабораторія, яка містить відеозаписи виконання лабораторних дослідів з

коментарями викладача, демонстраційні та імітаційні моделі дослідів, наукові

фільми (відповідно до тематики дисципліни), інші мультимедійні матеріали, що

не потрапили в той чи інший параграф.

Посилання на сайти, які в підручнику називаються «Цікавинки з

Інтернету», допомагають студентам без зайвого пошуку знаходити інформацію.

Отже, мультимедійні засоби підвищують наочність інформації до такої

міри, яка не йде в порівняння зі «звичайними паперовими» підручниками – це

додатковий доказ на користь електронної версії.

Дидактична складова підручника включає: інструкції до виконання

лабораторних робіт, з якими студенти мають можливість заздалегідь

ознайомитись, підготуватись до виконання лабораторної роботи та

роздрукувати її за необхідністю; інструкції з техніки безпеки під час роботи з

22

лабораторним обладнанням; зразки тематичних контрольних робіт; питання для

самоперевірки за темами; питання до заліків та іспитів; збірник задач.

Власний електронний варіант підручника вміщує також засоби контролю,

оскільки контроль знань є однією з основних проблем у навчанні. Однак, на

відміну від звичного друкованого підручника, такий варіант має комп’ютерну

програму тестування, що дозволяє здійснити контроль і самоконтроль,

одержати результати тестування, а також аналіз помилок та провести корекцію

знань.

Крім того, вбудована програма тестування допомагає здійснити контроль

знань на різних етапах навчання. Є підсистема тематичного контролю знань –

електронні тести з відповідних тем курсу, підсистема модульного контролю

знань – контрольні роботи за змістовними модулями, семестрові тести.

Методична складова підручника містить: навчальну та робочу програми;

конспекти лекцій, які студенти можуть самостійно опанувати, якщо вони за

різних обставин не мали можливості відвідати заняття; матеріали до

самостійної роботи, задля розвитку відповідних навичок та у зв’язку з тим,

що у програмі є теми, винесені на самостійне вивчення.

Переваги нашого підручника в порівнянні з тими електронними версіями,

які розповсюджуються на дисках, у тому, що є можливість оновлення

інформаційного, дидактичного та методичного навантаження системи

відповідно до змін у навчальних програмах та з метою удосконалення. Тому

електронний підручник як мультимедійний ресурс перетворюється саме в засіб

вирішення будь-яких навчальних задач, зокрема підвищення якості знань.

За функціональною значимістю матеріал електронного посібника (рис. 2)

складається з презентаційної частини – меню, в якому розміщений основний

зміст підручника.

23

Рис. 2 Електронний підручник

Презентаційна частина електронного підручника (меню) – це аналог

вступу та змісту друкованого носія (рис.3). У цій частині наводиться коротка

характеристика змісту, надаються рекомендації з використання даного

програмного продукту.

Рис. 3 Меню електронного підручника

Щоб відкрити електронний підручник, мишку наводимо на заголовок

(рис.2), клацаємо лівою мишкою один раз, відкривається меню електронного

підручника (рис. 3). У меню наводимо курсор на гіперпосилання, наприклад,

24

«Матеріал підручника «Фізика» (рис. 4). Знаходимо відповідний розділ,

наприклад, «Розділ 2 «Кінематика» (рис. 5), а потім параграф «Вільне падіння

тіл. Прискорення вільного падіння» (рис. 6).

Рис. 4 Матеріал підручника «Фізика»

25

Рис. 5 Розділ 2 «Кінематика»

Рис. 6 Текст параграфа «Вільне падіння тіл. Прискорення вільного падіння»

Щоб відкрити демонстрацію, яка є в параграфі (рис. 6), натискаємо

кнопки «Демонстрація 1», «Демонстрація 2». У такий же спосіб заходимо в

меню підручника (рис. 3), наводимо курсор на будь-яке гіперпосилання

26

(конспекти занять, інструкції до лабораторних робіт), натискаючи на нього,

знаходимо відповідний матеріал.

Основний зміст текстового посібника розбитий на окремі блоки (розділи і

теми). Перехід з одного блоку або модуля можливий різними шляхами: після

закінчення вивчення попереднього блока натискаючи внизу сторінки на

гіперпосилання «далі» або «назад»; безпосередньо через меню, натискаючи

гіперпосилання «на головну»; або на панелі інструментів натиснути кнопку

«назад» (рис.7).

Рис. 7 Навігація по електронному підручнику

Для зручної навігації по електронному підручнику в текст вставляються

гіперпосилання. Гіперпосилання – це слово або фраза, підкреслені або виділені

яскравим кольором, при натисканні на них здійснюється швидкий перехід до

потрібних фрагментів тексту. Наприклад: в абзаці тексту введено визначення

певного поняття. Тоді в подальшому, при згадуванні цього поняття, його можна

вказати як гіперпосилання, тобто при натисканні на слово буде здійснюватися

швидкий перехід на той абзац, у якому наведено визначення. Це допомагає

швидко знайти необхідну інформацію, здійснити контекстний пошук, істотно

заощаджує час при багаторазових звертаннях до гіпертекстових пояснень.

27

Дуже важливо забезпечити доступ до довідників, словників, термінів з кожної

сторінки посібника – для цього є розвинутий пошуковий механізм.

Щоб запустити тестування вбудованої програми Super Test, потрібно

перейти на відповідне гіперпосилання в меню підручника. У вікні, що

відкриється, ввести ім'я студента, номер групи, вибрати потрібний тест,

клацнути на кнопку «Начать тест». Відкривши той варіант відповіді, який

вважаєте правильним, поставити прапорець перед опцією «Я думаю этот ответ

является верным» і клацнути по кнопці «Принять ответ». Якщо в рядку

«Комментарий» є напис «Один или более правильних ответов», то спочатку

потрібно вибрати всі відповіді, які вважаються правильними, і тільки потім

натиснути кнопку «Принять ответ». Якщо в тесті передбачається кілька

правильних відповідей, а студент обрав лише одну, то позитивна відповідь на

запитання тесту не зараховується. Після відповіді на всі питання, з яких

складався тест, на екран виводиться інформація про результати тестування:

кількість правильних відповідей і рекомендована оцінка за п’ятибальною

шкалою.

Дуже бажано включати опцію «Результат тестирования записывать в

файл rezult.txt». Це дає можливість викладачу переглянути результати

тестування не тільки одразу після його завершення, але і в будь-який інший час.

Якщо включити опцію «Ручная регулировка критериев выставления

оценок» і клацнути мишкою по кнопці «Настроить критерии оценок», то

відкриється вікно (рис. 8), у якому за допомогою лічильників можна установити

власні критерії оцінювання, після чого натиснути кнопку «Сохранить».

Рис. 8 Критерії оцінок

28

При тестуванні кожного студента можна використовувати тільки

частину питань з тих, які є в тесті, наприклад 15 із 30. Для цього треба

установити за допомогою лічильника кількість питань, включених у

тестування (після того, як будуть введені 30 питань відповідно). Використання

системи SuperTest забезпечує незалежність та об’єктивність оцінювання знань

студентів.

Щоб внести будь-які зміни у тест, його потрібно відкрити, запустити

програму TestMaker, відкрити меню «Тест», вибрати пункт «Открыть». У вікні

«Открытие теста» виділити ім'я тесту, клацнути по кнопці «Выбрать». На

вкладках «Ввод данных», «Вопросы и ответы», «Параметри» можна змінити

будь-які параметри. Після внесення змін знову треба зберегти тест.

Використання комп'ютерної системи тестування забезпечує об’єктивність

оцінювання знань студентів, що є перевагою «Електронного підручника з

фізики для студентів І курсу Політехнічного технікуму КІ СумДУ» порівняно з

традиційними формами оцінювання.

Якщо говорити про додаткові переваги інновації, то завдяки можливості

застосування одночасного використання декількох каналів сприйняття

студентом інформації (зорової і слухової) надається великий емоційний заряд,

активно включається увага слухача.

Головна перевага електронного підручника – можливість інтерактивної

взаємодії студента з матеріалом підручника. Підручник дозволяє здійснювати

візуалізацію абстрактної інформації в процесі моделювання явищ, які не можна

побачити чи відтворити у фізичному експерименті, здійснювати повтор

найбільш складних чи важливих моментів, змінювати параметри процесів.

Якщо порівнювати електронний підручник із традиційним паперовим

аналогом, то він надає можливість використання додаткових засобів впливу на

студента через різноманітні мультимедійні додатки, що сприяє швидшому і

якіснішому засвоєнню навчального матеріалу, зацікавлює студентів та

полегшує розуміння фізичних понять.

29

Дуже важливою є можливість створити простий і зручний механізм

навігації в межах електронного підручника. У друкованому варіанті необхідно

перегортати сторінки підручника. В електронному – використовуються

гіперпосилання, що дозволяє швидко перейти до потрібного розділу або

фрагменту й у разі потреби швидко повернутись назад. При цьому не потрібно

запам’ятовувати сторінки розділів, які були нещодавно розгорнуті, що дозволяє

економити багато часу.

Слід визнати і певні недоліки електронного підручника: не зовсім добра

фізіологічність дисплея як засобу сприйняття інформації – сприйняття

текстової інформації з екрану менш зручно і ефективно, ніж читання книги.

Крім того, електронний підручник має більш високу вартість у порівнянні з

книгою.

2.2. Методика використання електронного підручника

Мета використання підручника може бути різноманітною: розвиток нових

навичок та умінь, мотивація навчальної діяльності, формування інтересу до

вивчення дисципліни, активізація та розвиток розумових здібностей (логічного

мислення, зіставлення, узагальнення та систематизації тощо).

Електронний підручник використовується в навчальному процесі на

уроках фізики всіх типів та на всіх етапах заняття, а також під час самостійної

роботи. Його можна використати в таких навчальних ситуаціях: вивчення

нового матеріалу, закріплення знань та повторення, перевірка знань, умінь та

навичок, розв'язування задач, проведення досліджень.

У процесі вивчення нового матеріалу електронний підручник

використовується з метою самостійного здобуття знань під час роботи з

текстом параграфа. При цьому текст виводиться на мультимедійний екран

(рис. 9). Викладач ставить завдання для самостійної роботи з підручником:

створити конспект, сформулювати запитання до кожного речення та записати

відповіді з тексту.

30

Рис. 9 Вигляд сторінки параграфа

Розглянемо використання анімацій при вивченні нового матеріалу з

метою демонстрації процесів, яких не можна відтворити або важко уявити, на

прикладі пояснення руху молекул у різних агрегатних станах (рис. 10) та

броунівського руху (рис. 11).

Рис. 10 Рух молекул у різних агрегатних станах

31

Рис. 11 Броунівський рух

Студенти спостерігають та слухають звукове пояснення (рис. 10). За

необхідністю можна зробити повтор з будь-якого місця. Анімацію викладач,

зазвичай, використовує для штучного створення проблемної ситуації (рис. 11).

Розглядаючи броунівський рух, студенти з успіхом самі дають відповіді на

проблемні питання.

Частина моделей, відео, анімацій знайшла своє місце не в параграфах, а в

створеній у структурі підручника «Віртуальній лабораторії». У меню

знаходимо гіперпосилання «Віртуальна лабораторія», лівою кнопкою мишки

клацаємо та відкриваємо матеріали. Потім натискаємо на відповідну

демонстрацію, наприклад, «Прямолінійний рівномірний рух» (рис. 12).

Рис. 12 Прямолінійний рівномірний рух

32

Натискаємо кнопку Δ. Студенти спостерігають за рухом машини та

годинником. Натиснувши на кнопку ΔΔ, можна повторити рух з більшою

швидкістю. Дуже легко і швидко студенти самостійно формулюють визначення

прямолінійного рівномірного руху, швидкості руху.

Найбільш поширеною методикою під час вивчення нового матеріалу і

для розвитку нових навичок та умінь у студентів є штучне створення

проблемних ситуацій шляхом використання комп’ютерних технологій.

Розглянемо для прикладу вивчення теми «Тверде тіло. Деформації». Заходимо

в меню підручника, натискаємо гіперпосилання «Матеріал підручника

«Фізика», відповідний розділ та параграф, що містить демонстрацію.

Натискаємо кнопку «Демонстрація». Студенти мають можливість побачити

види деформацій та мікропроцеси всередині тіл під час деформацій (рис. 13),

(рис. 14).

Рис. 13 Недеформоване тіло

Рис. 14 Види деформацій

33

За допомогою анімації штучно створюється проблема, яку починаємо

розв’язувати за допомогою побаченого на екрані. На екран виводяться

проблемні питання (рис. 15).

Рис. 15 Вирішення проблем

Змодельований за допомогою анімації фізичний процес дозволяє

студентам не тільки розв'язати проблему самостійно (дати відповіді на

запитання), а й більш глибоко з'ясувати фізичну сутність, активізує розумову

діяльність та розвиває логічне мислення.

Комп'ютерна анімація дозволяє виконувати побудову графіків різних

фізичних процесів, представляти їх у динаміці, вивчати, порівнювати тощо.

Побудову графіків використовуємо з метою розвитку нових навичок та умінь у

студентів. Наприклад: вивчення прямолінійного рівноприскореного руху,

ізопроцесів у газах, закону радіоактивного розпаду. (Пошуковий механізм

описаний раніше). При натисканні кнопки Δ (рис. 16) студенти бачать рух

автомобіля, паралельно будується графік.

34

Рис. 16 Вивчення прямолінійного рівноприскореного руху

Якщо змінити параметри руху, натискаючи на кнопку ΔΔ, то процес

повторюється, що дає можливість порівняти два графіка. На цьому етапі не

лише відбувається закріплення знань та навичок, а й формуються нові навички

побудови графіків, під час аналізу та узагальнення фактів розвивається

теоретичне та практичне мислення. Під час вивчення ізопроцесів (рис. 17) при

натисканні на кнопку * «початок» студенти спостерігають на екрані, як

піднімається поршень, змінюється тиск на шкалі манометра і одночасно

будується графік ізопроцесу.

Рис. 17 Ізопроцеси в газах

35

Можна побудувати графік з іншими параметрами та порівняти графіки

ізопроцесів.

Подібні анімації з побудовою графіків використовуємо під час

повторення, закріплення, на етапі мотивації навчальної діяльності, щоб

зацікавити дисципліною та для проведення досліджень. Розглянемо ще один

приклад. При вивченні закону радіоактивного розпаду з кожним натисканням

кнопки Δ кількість темних зірочок стає більшою, що імітує ядра, які розпались

(рис. 18).

Рис. 18 Закон радіоактивного розпаду

Паралельно з демонстрацією фізичного процесу будується графік

радіоактивного розпаду, одночасно поєднується візуальне та графічне

представлення процесу. Якщо змінити параметри та повторити віртуальний

експеримент, то легко можна зрозуміти сутність закону радіоактивного

розпаду.

Етап мотивації навчальної діяльності дуже важливий для майбутніх

фахівців. Розглянемо для прикладу вивчення теми «Сила. Вимірювання сил».

Знання властивостей твердих тіл, сил пружності використовують будівельники,

інженери, технологи. Проводимо дослідження властивості пружини за

допомогою анімаційної моделі, що доповнює параграф з даної теми (рис.19).

36

Пропонуємо самостійно вивести формули закону Гука. Дослідження за

допомогою комп’ютерної моделі одночасно виступає й активізуючим засобом

розумової діяльності.

Рис.19. Властивості пружини

Всі вище викладені можливості та методика застосування дозволяють

значно скоротити час на вивчення, прищеплюють інтерес до вивчення

дисципліни, спонукають до дослідницької роботи, закріплюють бажання

самостійно створювати моделі та презентації, вести пошук цікавих матеріалів в

Інтернет-мережі.

Досвід підтвердив ідею, що творча робота студентів, яка традиційно

проводиться кабінетом фізики, розвиває пізнавальний інтерес та підвищує

мотивацію навчальної діяльності. В результаті такої діяльності виготовляються

«власними» руками для майбутніх студентів першого курсу моделі, макети,

прилади для проведення лабораторних робіт та демонстрацій, презентації,

37

заохочується студентське ноу-хау. Елементи творчої роботи студентів

включені до навчально-методичного комплексу.

Використання електронного підручника при закріпленні, повторенні,

розвитку нових навичок та умінь розглянемо на прикладі розв'язування типових

задач, що є в структурі електронного підручника. На уроці текст (умова,

розв'язок, малюнок) виводиться на мультимедійний екран. Це дає можливість

обговорити готовий зразок розв'язку задачі, познайомитись із зразками та

методами розв'язку певних задач, розібрати різні варіанти, а також

нестандартні рішення. Виконавши задачу, студенти можуть перевірити

правильність виконання завдання.

Саме ілюстрування і демонстрування є одними з видів валеологічних

прийомів. Отже, поєднання їх таким чином в електронному підручнику є

прикладом комп’ютерних технологій навчання і саме вони сприяють кращому

сприйняттю навчального матеріалу особливо тими студентами, в яких краще

розвинута зорова пам'ять.

Взагалі, використання електронного підручника та мультимедійних

технологій дають можливість поєднувати в одному занятті різні види робіт та

залучати до них усіх студентів. Кожний студент відчуває себе повноправним

учасником навчального процесу. Така форма роботи дуже подобається,

підвищується самооцінка студентів, а в результаті – зростає якість знань.

Часто викладачу потрібно підготувати до заняття деякі таблиці, довідкові

матеріали, які є і в друкованих підручниках. Однак в електронному підручнику

міститься вся необхідна довідкова інформація, яку можна швидко і легко

вивести на мультимедійний екран та використати на будь-якому етапі уроку.

Наприклад, при вивченні теми «Вологість повітря» потрібна таблиця густини та

тиску насиченої пари (рис. 20). Для з'ясування закону заломлення світла

необхідно мати таблицю абсолютних показників заломлення (рис. 21).

Заходимо в меню підручника, натискаємо гіперпосилання «Довідковий

матеріал», знаходимо необхідну таблицю та виводимо на екран для

обговорення.

38

Рис. 20 Тиск і густина насиченої пари

Рис. 21 Абсолютний показник заломлення

Організація самостійної роботи на уроці та вдома. Розглянемо приклад

використання електронного підручника під час вивчення тем, які визначені

програмою для самостійного вивчення. За навчальними планами в останні

декілька років на І курсах введена самостійна робота. У підручнику містяться

матеріали-вказівки до виконання самостійної роботи: що потрібно вміти, знати,

посилання на літературу, як складати конспект. Наприклад, самостійна робота

№ 1 «Гравітаційна взаємодія. Закон всесвітнього тяжіння». Студентам

пропонується завдання скласти опорний конспект за таким планом:

‒ Зв'язок між якими фізичними величинами встановлює закон?

‒ Формулювання закону.

39

‒ Математична формула.

‒ Межі застосування закону.

‒ На основі яких дослідів був вперше відкритий закон, коли і ким?

‒ Які досліди на підтвердження закону можуть бути поставлені в

умовах навчального кабінету?

‒ На основі якої теорії був доведений закон як її наслідок?

‒ Наведіть приклади використання закону на практиці.

Далі вміщене посилання на навчальну літературу: [4] §§ 9, 10; [6] §§ 18,

19; [7] §§ 22, 23.

У результаті вивчення теми та виконання завдання студенти повинні

знати закон всесвітнього тяжіння, його формулювання, формулу, розуміти

сутність гравітаційної взаємодії, про що й зазначено в посібнику.

Обов᾽язковими уміннями студентів є розв’язування задач на застосування

закону.

Пропонуються питання для самоконтролю:

‒ Яке значення гравітаційної сталої?

‒ Який фізичний зміст гравітаційної сталої?

‒ Як зміниться сила тяжіння між двома матеріальними точками, якщо

відстань між ними збільшити в 3 рази?

‒ Чому ми не помічаємо гравітаційного тяжіння між тілами, що нас

оточують?

‒ Як рухалися б планети, якби тяжіння Сонця зникло?

Наявність матеріалів для виконання самостійної роботи економить час як

викладача, так і студента, тому що не потрібно переписувати чи копіювати

вказівки.

Вдома, при підготовці до занять, студент може легко відтворити на

власному комп'ютері матеріал уроку, тобто повторити досліди та експерименти,

які є в параграфі або знаходяться у «Віртуальній лабораторії», оскільки правила

користування (механізм навігації) дуже прості. В електронному підручнику є

пронумеровані конспекти всіх занять відповідно до робочої програми, якими

40

студент може скористатися під час самопідготовки (рис. 22). Їх також можна

скопіювати. Особливо це зручно для тих студентів, які з якихось причин не

були на занятті.

Рис. 22 Конспекти занять

Перевірка знань, умінь та навичок. Докладно зупинимось на методиці

контролю і самоконтролю знань із застосуванням електронного посібника за

допомогою вбудованої контрольно-діагностичної програми Super Test.

Тривалий час у вітчизняній системі освіти контроль знань проводився в усній

формі. На сучасному етапі застосовуються різні методи контролю, зокрема

традиційне тестування та тестування за допомогою комп'ютера. Багато хто,

звичайно, не поділяє позиції щодо тестування, вважаючи, що тести виключають

такі необхідні навички, як аналізування, зіставлення і т.п. Відомо, що для

глибокого засвоєння матеріалу з фізики та активного застосування знань

необхідно не тільки вивчити теорію, а й сформувати практичні навички у

вирішенні завдань. Для досягнення цієї мети до складу електронного підручника

включена серія модельних програм, що забезпечують відео, анімацію, графічну

ілюстрацію фізичних явищ, процесів, законів, що дозволяє не тільки підвищити

ступінь розуміння матеріалу з фізики, але й сприяє розвитку в студента інтуїції

та образного мислення. Використання нових технологій дає можливість якісно і

по-новому вирішити й цю проблему.

41

Комп'ютерна програма дозволяє швидко і достатньо об'єктивно оцінити

рівень засвоєння матеріалу одразу великої кількості студентів та окремо

взятого студента. У програму закладені тести тренувальні, з окремих тем,

розділів. Зазвичай, тренувальні тести використовуються на етапах перевірки,

закріплення або корекції знань. За допомогою мультимедійного проектора

текст тесту виводиться на екран. Студенти спочатку відповідають на запитання,

а потім кожний може побачити на екрані правильну відповідь.

Якщо це контролюючий тест за темою чи розділом, наприклад, залікове

тестування за І семестр, то він проводиться в комп’ютерному класі за

розкладом занять з фізики.

Для самопідготовки вдома кожен студент може використовувати

підручник із вбудованою програмою тестування на власному комп’ютері. Це

привчає їх до самоконтролю, підвищує рівень самостійності.

Досвід свідчить, що успіх в реалізації запропонованих методів

забезпечується в більшій мірі, якщо вони використовуються як система.

Електронний посібник зручний як для викладача, так і для студента, тому

що дозволяє:

‒ оптимізувати роботу зі студентами;

‒ допускає адаптацію відповідно до рівня підготовки студента;

‒ значно скорочується час, який використовує викладач для

ознайомлення з матеріалом відповідного курсу;

‒ полегшує розуміння матеріалу, що вивчається за рахунок інших, ніж у

друкованій навчальній літературі, способів подачі інформації –

пояснювати явища і процеси в мікро- та макросвіті на базі їх

моделювання, подавати в зручному вимірі часу різні фізичні процеси,

які відбуваються дуже швидко або дуже повільно;

‒ заощаджує час викладача і студента;

‒ надає широкі можливості самоперевірки і контролю знань на всіх

етапах вивчення курсу.

42

Отже, можливості електронного підручника значно більші у порівнянні з

різноманітними паперовими носіями навчально-наукової інформації.

За час використання електронного комплексу покращилась якість знань

студентів, про що свідчать підсумки щомісячних атестацій, контрольних робіт,

семестрового контролю, результатів ДПА, які фіксуються навчальним

закладом. Успішність та якість знань студентів Політехнічного технікуму за

період, що передував використанню електронного підручника (2009-2012 роки),

за час апробації (з 2012 року) і в поточному (2014-2015) навчальному році

представлені на діаграмах 1, 2.

Діаграма 1

2009 - 2010 2010 - 

2011 2011 - 2012 2012 - 

2013 2013 - 2014 2014 - 

2015

0

20

40

60

80

100 91 95 98 98 100 100

Порівняльна характеристика успішності з фізики студентів І курсу ПТ КІ СумДУ

Діаграма 2

2009 - 2010 2010 - 

2011 2011 - 2012 2012 - 

2013 2013 - 2014 2014 - 

2015

05

1015202530354045

34 35 38 39 39 42

Порівняльна характеристика якості знань з фізики студентів І курсу ПТ КІ СумДУ

43

ВИСНОВКИАналіз літератури, присвяченої питанням організації навчання із

застосуванням інформаційних технологій, доводить їх ефективність, тому

питання створення педагогічних електронних засобів та методик їх

використання у навчальному процесі на даний час є актуальним.

На підставі власного педагогічного досвіду викладання фізики, аналізу

дидактичних можливостей традиційних підручників можна стверджувати, що

створення навчально-методичного комплексу з фізики та його використання

сприяє підвищенню ефективності викладання дисципліни, допомагає

проведенню занять на вищому методичному рівні, зміст предмета робить

сприйнятливішим для студента.

Розроблений електронний підручник з фізики та відповідна методика

його використання сприяє формуванню стійкого пізнавального інтересу до

навчання як головного мотиву навчальної діяльності, допомагає кращому

засвоєнню студентами навчального матеріалу, поглиблюючи фізичні знання,

розвиває їх інтелектуальні здібності та, як наслідок, підвищує якість знань

майбутніх фахівців.

Електронний посібник з фізики, на відміну від звичного друкованого

підручника, ілюструє, розширює та доповнює навчальний матеріал за рахунок

застосування інформаційно-комп’ютерних технологій. Він дозволяє економити

час на занятті, не потребує значних матеріальних витрат для створення,

компактний у зберіганні, варіативний.

Викладачу надається можливість постійно його удосконалювати –

збільшувати кількість анімацій, доповнювати віртуальну лабораторію

інтерактивними моделями, коригувати методичні матеріали.

Упродовж певного часу (у процесі апробації) підручник широко

використовувався не тільки викладачем під час занять, а й студентами при

виконанні домашніх завдань, самостійних робіт, для повторення та закріплення

матеріалу, як довідник або з метою повторного перегляду демонстрацій тощо.

Отримані результати під час апробації та викладена вище методика

44

використання досвіду підтверджують можливість його застосування при

проведенні різних типів занять з фізики та організації самопідготовки як

студентів, так і учнів загальноосвітніх шкіл, а також у дистанційному навчанні,

у роботі зі студентами, які знаходяться на індивідуальному навчанні.

Усі ці можливості значно підвищують ефективність занять порівняно з

традиційною формою подання матеріалу, однак не замінюють собою

викладача, а є лише засобом здійснення педагогічної діяльності.

45

Список використаних джерел

1. Андрущенко В.П. Політика і практика реалізації безперервної освіти в

Україні / В.П. Андрущенко // Нові технології навчання: науково-

методичний збірник. − К., 2003. – Спец. випуск. – С. 13.

2. Бродський Я. Управління якістю математичної освіти на основі

моніторингових досліджень / Я. Бродський, О. Павлов // Освіта і

управління. – 2007. – № 3 – 4. – С. 19 – 34.

3. Волинський В.П. Можливості аудіовізуальних засобів навчання /

В.П. Волинський // Педагогіка і психологія. – 1997. – № 3. – С. 7 – 13.

4. Волкова Н.П. Педагогіка: посібник для студентів вищих навчальних

закладів / Н.П. Волкова – К.: Академія, 2001. – 576 с.

5. Гончаренко С.У. Український педагогічний словник / С.У. Гончаренко. – К.:

Либідь, 1997. – 374 с.

6. Домінський О. Якість освіти через призму сьогодення / О. Домінський //

Освіта. Технікуми, коледжі. – 2008. – № 1(20). – С. 11 – 13.

7. Журавський В.С. Болонський процес: головні принципи входження в

Європейський простір вищої освіти / В.С. Журавський, М.З. Згуровський. –

К.: ІВЦ «Вид – во « Політехніка», 2003. – 200 с.

8. Зайнутдинова Л.Х. Создание и применение электронных учебников /

Л.Х. Зайнутдинова. – Астрахань: ООО « ЦНТЭП», 1999. – 364 с.

9. Закон України « Про вищу освіту». – К.: Алерта, 2014. – 96 с.

10. Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании /

И.Г. Захарова. – М.: Издательський центр « Академия», 2003. – 192 с.

11. Зорина Л.Я. Дидактические основы формирования системности знаний

старшеклассников / Л.Я. Зорина // Методические рекомендации по физике.

– М.: Знание, 1978. – С. 16 – 33.

12. Иванов В.Л. Структура электронного учебника / В.Л. Иванов //

Информатика и образование. – 2001. – № 6. – С. 63 – 71.

46

13. Інформатика. Комп'ютерна техніка. Комп'ютерні технології: [посібник / за

ред. О.І. Пушкаря]. – К.: Видавничий центр «Академія», 2001. – 694 с.

14. Карпов Е.Б. Учебные материалы для открытого образования / Е.Б. Карпов //

Открытое образование. – 2001. – № 2. – С. 42 – 46.

15. Лаврівська О. Ефективність застосування мультимедійних технологій / О.

Лаврівська, М. Лаврівський // Освіта. Технікуми, коледжі. – 2007 –

№ 1(16) – С. 24 – 25.

16. Мисловська С.К. Електронний додаток до підручника з фізики як складова

частина єдиного навчально – методичного комплексу /

С.К. Мисловська, Г.В. Касянова // Педагогічні науки: зб. наук. пр. – № 39. –

Херсон: Вид-во ХДУ, 2005. – С. 354 – 359.

17. Національна доктрина розвитку освіти України у ХХІ ст. / Указ Президента

України від 17.04.2002 р. № 347. – К.: Інф. зб. М-ва освіти України, 2002. –

№ 5. – 37 с.

18. Новые педагогические и информационные технологии в системе

образования / [Под ред. Е.С. Полат]. – М.: Издательський центр

«Академия», 2003. – 272 с.

19. Пінчук О.П. Проблеми визначення мультимедіа в освіті: технологічний

аспект / О.П. Пінчук // Нові технології навчання. – 2007. – № 46. –

С. 55 – 58.

20. Стан і шляхи підвищення якості навчально-виховного процесу в

дошкільних і загальноосвітніх навчальних закладах Харківського регіону:

[інформаційно-аналітичні матеріали, методичні рекомендації / за загальною

редакцією С.Є. Вольянської]. – Х.: Харківська академія неперервної освіти,

2013. – 368 с.

21. Степашко В. Електронні видання в системі дистанційної освіти та

управління інноваційною дидактикою / В. Степашко // Шляхи освіти. –

2000. – № 7. – С. 37 – 39.

22. Сумський В.І. До питання про електронні підручники майбутнього /

В.І. Сумський, Р.П. Воловий, С.К. Мисловська, Н.А. Мисліцька.,

47

П.В. Чернійчук // Фізика та астрономія в школі. – 2003. – № 5. –

С. 39 – 46.

23. Характеристика якості знань, взаємоповаги між собою // Інформаційний

збірник МНО України. – 2008. – № 13 – 14 – 15. – С. 23 – 24.

24. Баяндин Д. В. О вариативности содержания, формы и методики подачи

учебного материала при использовании компьютера [Электронный ресурс] /

Д. В. Баяндин, А.В. Кубышкин, О. И. Мухин // Информационные

технологии в образовании : ежегод. междун. конф.-выставка. – 2002. –

Режим доступу: http://www.ito.su/2002/II/1/II-1–386.html.

25. Євтєєв В. В. Використання інформаційно-комунікаційних технологій під

час вивчення фізики [Електронний ресурс] / В. В. Євтєєв // Сучасні

інформаційні технології та інноваційні методики навчання в підготовці

фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми : зб. наук. пр.; [ред.кол.:

І. А. Зязюн (голова) та ін.]. – Вінниця: ДОВ «Вінниця», 2004. – № 6. –

С. 354–360. – Режим доступу: http://undip.org.ua/upload/iblock/b24/ 2_27.pdf.

48

Додатки Додаток1 Словник термінів

Гіперпосилання – елемент документа для зв'язку між різними компонентами

інформації всередині самого документа, в інших документах, в тому числі і

розміщених на різних комп’ютерах.

Електронна бібліотека – сукупність електронних книг, розміщених на одному

або декількох серверах.

Електронна книга – гіпертекстова або гіпермедіа система, яка розміщена на

сервері чи на компакт – диску та доступна для використання.

Електронний підручник – програмний комплекс з навчальними матеріалами

і тестами по певному предмету.

Інтерактивна програма – комп’ютерна програма, яка працює в режимі діалогу

з користувачем.

Інформаційна технологія навчання – педагогічна технологія, яка

використовує спеціальні способи, програмні та технічні засоби (кіно, аудіо- та

відео засоби, комп’ютери, телекомунікаційні мережі) для роботи з інформацією.

Компакт-диск – оптичний диск, який використовується для постійного

зберігання інформації в великих об’ємах.

Мультимедійні засоби – інтерактивні засоби, які дозволяють одночасно

проводити операції з нерухомими зображеннями, відеофільмами, анімаційними

графічними образами, текстом, словесним та звуковим супроводом.

Посилання – елемент документа, який використовується для створення

зв’язків всередині даного документа і зв’язків з іншими документами. В

останньому випадку правильніше говорити про гіперпосилання.

Сервер – мережевий вузол, який містить дані і надає послуги іншим

комп’ютерам; комп’ютер, підключений до мережі, який використовується для

збереження інформації.

Структура – сукупність стійких зв’язків, способів взаємодії елементів

системи, яка визначає її цілісність та єдність.

49

Додаток 2

Головне меню підручника

50

Додаток 3

Вигляд сторінок підручника

 

51

52