ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ 
ИНСТИТУТ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ РАО
АДМИНИСТРАЦИЯ ГОРОДСКОГО ОКРУГА ТРОИЦК В ГОРОДЕ МОСКВЕ 
РЕГИОНАЛЬНЫЙ ОБЩЕСТВЕННЫЙ ФОНД НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ «БАЙТИК»
АНО «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ» 
 XXV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
 «ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ»  
«ИТО-Троицк-2014»
25-26 июня 2014 года, г.Москва, г.о. Троицк

НЕКОТОРЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИКТ ПРИ ОБУЧЕНИИ В МАГИСТРАТУРЕ ПО НАПРАВЛЕНИЮ «ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ»

Авторы: Никитина Светлана Михайловна 1, Петрова Елена Борисовна 2, Д.п.н., профессор кафедры физики для естественных факультетов МПГУ
1 ФГБОУ ВПО Московский педагогический государственный университет, 2 ФГБОУ ВПО Московский педагогический государственный университет (МПГУ), Москва
В работе описаны методические возможности использование некоторых средств ИКТ при экспериментальной подготовке студентов магистратуры, обучающихся по программе «Современное естествознание» (направление «Педагогическое образование»)

Для современного мира характерно объединение образовательных и информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), что при его правильной реализации возможно повышение эффективности и уровеня обучения. ИКТ– это обобщающее понятие, описывающее различные устройства, механизмы, способы, алгоритмы обработки информации. Средства ИКТ по области методического назначения разделяются на обучающие, тренажеры, информационно-поисковые и справочные, демонстрационные, имитационные, лабораторные, моделирующие, расчетные и учебно-игровые [1]. В данном случае мы будем обсуждать некоторые из этих возможностей: информационно-поисковые, демонстрационные, лабораторные, моделирующие, расчетные. Кроме того, ИКТ могут являться не только средством, но и объектом изучения. Идея двойственности использования информационно-компьютерных средств активно используется и разрабатывается на кафедре физики для естественных факультетов МПГУ при обучении в магистратуре по программе «Современное естествознание» (направление «Педагогическое образование»).

ИКТ как средство используется, при выполнении работ лабораторного практикума, при моделировании физических явлений или проведении экспериментов и обработке их результатов. Необходимость этого обусловлена целью обучения в практикуме – создания целостной картины изучаемого объекта. Однако на реальных установках некоторые явления показать невозможно (ограничения налагаются правилами техники безопасности, сложностью экспериментальной усатновки или скоростью протекания явлений (слишком медленно, слишком быстро)).

ИКТ как объект изучения используется нами при преподавании дисциплин «Методика использования средств ИКТ в образовательной области «Естествознание» и «Методика проектной деятельности в образовательной области «Естествознание». При изучении обеих дисциплин ставится задача ознакомления с различными современными средствами, используемыми при проведении учебного эксперимента. Например, при изучении цифрового микроскопа (ЦМ) демонстрируются его возможности, которые существенно расширяют возможности экспериментатора. Скажем, некоторые модели ЦМ позволяют получать серии фотографий, сделанных через равные промежутки времени или сьемку видео. Изучив эту его возможность, можно совершенно по иному провести классический эксперимент по исследованию поведения броуновской частицы. При проведении экспериментанаблюдателю остается только с помощью микрометрического винта удерживать частицу в поле зрения. Что же это нам дает?

Это дает нам возможность установить границы применимости теории Эйнштейна–Смолуховского с учетом современного взгляда на опыт Броуна. Так как, проведенные недавно исследования[2, 3] показали отличие поведения броуновской частицы от теоретически предсказываемого теорией Эйнштейна–Смолуховского, что было особенно заметным при увеличении размеров частиц.

Таким образом, использование всех возможностей этого инструмента (ЦМ) позволяет более наглядно представить учащимся классический опыт в современной интерпретации, а учитель обогащает свой арсенал новой педагогической технологией: если микроскоп имеет выход на проектор, то этот эксперимент может быть показан на большом экране, аизображение станет доступным всем учащимся, т.е. мы имеем дело с современным демонстрационным экспериментом. Если микроскоп такого выхода не имеет, то работа ведется с его собственным монитором и он представляет собой инструмент для лабораторного исследования.

Опишем работу студентов при проведении эксперимента в практикуме по естествознанию в зависимости от выбора: будет ли это демонстрационный эксперимент или индивидуальное исследование каждого учащегося.

В первом случае выберем двух студентов в качестве экспериментаторов. Один будет отслеживать положение броуновской частицы и работать с микрометрическим винтом, другой – отслеживать траекторию частицы и строить ее на доске.

Во втором случае записанные видео движения частиц раздаются обучающимся, и каждый из них выбирает частицу, за которой будет наблюдать. В этом случае один и тот же фрагмент видео может быть использован большим количеством студентов. Далее результаты эксперимента обрабатываются в ручном или автоматическом режиме, например, с помощью программы «Измеритель», где предусмотрена функция отслеживания подвижного объекта и обработка его движения.

В качестве заданий студентам будет предложено: 1) изучить движение частицы в зависимости от размера частицы; 2) получить зависимость движения частицы от вязкости среды (различные концентрации глицерина). После построения таблицы смещения (s) за отведенное время(t1, t2, t3)проводится расчет квадрата смещения (s2) и определяется средний квадрат смещения (). Проведя расчеты, можно показать отношение , а так же и другие отношения с временем t2 и t3 и смещением  и , соответственно. С учетом, сказанного выше, изменяем условия эксперимента и проверяем, насколько справедливость этих соотношений зависит от внешних условий.

Таким образом, мы с одной стороны, продемонстрировали возможности цифрового микроскопа при проведении лабораторного и демонстрационного эксперимента, с другой – провели содержательную и интересную лабораторную работу, углубляющую предметные знания студентов магистратуры и позволяющую составить свое мнение о классическом эксперименте и его современной интерпретации. Сочетание различных задач при выполнении одной и той же деятельности позволяет восполнить дефицит аудиторного времени.

Список использованных источников
  1. Информационные технологии в образовании на сайте РГПУ им. А.И. Герцена [Электронный ресурс http://physics.herzen.spb.ru/teaching/materials/gosexam/b25.htm. Дата обращения - 31.05.14].
  2. Jeney S. Direct Observation of Nondiffusive Motion of a Brownian Particle// Physical Review Letters. – 2005. – № 95(16). – P. 160601-1 – 160601-4.
  3. Морозов А.Н., Скрипкин А.В. Движение сферической броуновской частицы в вязкой среде как немарковский процесс // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. - 2006. - № 4. – C. 3-14.
Уровень  Бакалавриат

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.