Введение. Повышение качества обучения физике и школьников, и педагогов может быть достигнуто на основе обновленного содержания физического образования и способов его получения, включающих формирование физической картины мира в процессе экспериментальной деятельности с использованием современного высокотехнологичного оборудования. Цель исследования - разработка авторской системы подготовки к профессиональной деятельности студентов-физиков на основе их активного погружения в высокотехнологичную образовательную среду, обеспечивающую новый уровень качества высшего педагогического образования в области физики. Методология, методы и методики. Методологическими основами исследования являлись синергетический, системный, компетентностный, деятельностный, задачно-модульный подходы. В процессе проведения исследования использовались теоретические (анализ литературы, построение гипотез, моделирование, обобщение и интерпретация результатов и пр.) и экспериментальные (констатирующий и поисковый педагогический эксперимент) методы, для оценки экспериментальной деятельности использовался метод наблюдений, осуществляемый по видеозаписям занятий, проводимых со студентами в аудитории. Результаты. Разработан авторский вариант системы подготовки к профессиональной деятельности студентов-физиков, который включает 5 исследовательских модулей, реализуемых во время аудиторных занятий с использованием высокотехнологичных экспериментальных задач (ВТЭЗ); переходный модуль, в котором сочетается аудиторная работа с решением ВТЭЗ, обобщающие теоретические модули с учебными материалами и системой оценки результатов обучения, авторскую модель диагностики образовательных результатов изучения модулей и модель сбора данных по «задачным» действиям. Апробация предложенной авторской методической системы подтвердила ее эффективность. Важной характеристикой предложенных учебных модулей является их относительная автономность, то есть возможность осваивать в разной последовательности. Научная новизна. Разработана авторская методическая система обучения физике студентов в условиях активного использования высокотехнологичной образовательной среды, что позволяет повысить мотивацию освоения студентами педагогического вуза закономерностей физических процессов и явлений. Практическая значимость. Задачно-модульный подход может быть применен в ходе подготовки студентов педагогического вуза к профессиональной деятельности при переходе на базовое педагогическое образование в ходе разработки методических систем обучения для различных дисциплин.
Идентификаторы и классификаторы
С помощью описаний наблюдателей было изучено, может ли алгоритм машинного обучения с высокой точностью присвоить балл по каждому этапу экспериментальной деятельности. Для обучения массив данных был разделен на обучающий и тестовый в соотношении 80 % на 20 %, как это чаще всего делается в исследованиях. Результаты обучения модели на данных наблюдателей оказались весьма перспективными. Модель продемонстрировала точность в 78 %, что указывает на ее эффективность в классификации и оценке образовательных достижений учащихся. Такой уровень точности свидетельствует о том, что система способна достаточно надежно интерпретировать текстовые данные и применять их для объективной оценки работы учащихся. Особенно важным является тот факт, что модель успешно справляется с задачей классификации разнообразных текстовых описаний, предоставляемых наблюдателями, что делает ее ценным инструментом в процессе оценки. Тем не менее, несмотря на текущие успехи по дообучению нейронных сетей, необходимо собрать больше данных для достижения более высоких показателей точности классификации. В инструменте оценки способности к экспериментальной деятельности оцениваются этапы разворачивания экспериментальной деятельности – от вовлечения в решение задачи до представления.
Список литературы
1. Демидова Н.Н., Головина И.В., Медведева Т.Ю., Папуткова Г.А., Вотинцев А.В. Моделирование проектной деятельности будущих педагогов в условиях инновационной инфраструктуры педагогических вузов: интегративные решения. Образование и наука. 2024;26(9):12-41. DOI: 10.17853/1994-5639-2024-9-12-41 EDN: JJBHFW
2. Вараксина Е.И. Совершенствование методики формирования основной компетенции будущих учителей физики. Фундаментальные исследования. 2012;11(6):1356-1359. Режим доступа: https://s.fundamental-research.ru/pdf/2012/11-6/30797.pdf (дата обращения: 16.12.2024). EDN: PUKPXL
3. Мошков С.С. Экспериментальные задачи по физике. Ленинград: Учпедгиз; 1955. 204 с. Режим доступа: https://fiz-muz-spb.ucoz.net/load/biblioteka/zadachniki/moshkov_s_s_ehksperimentalnye_zadachi_po_fizike_v_srednej_shkole/9-1-0-219 (дата обращения: 16.12.2024).
4. Антипин И.Г. Экспериментальные задачи по физике в 6-7 классах. Москва: Просвещение; 1974. 130 с. Режим доступа: https://sovietime.ru/fizika/eksperimentalnye-zadachi-po-fizike-6-7-klassy-1974-god-sovetskij-uchebnik-skachat (дата обращения: 16.12.2024).
5. Шаповалов А.А., Андреева Л.Е. Задачный подход к экспериментальной подготовке учителя физики: монография. Барнаул: АлтГПУ; 2021. 208 с. Режим доступа: https://library.altspu.ru/dc/pdf/shapovalov4.pdf (дата обращения: 16.12.2024).
6. Шаповалов А.А. Педагогическое конструирование экспериментальных задач с использованием датчиков физических величин: учебное пособие. Барнаул: АлтГПУ; 2017. 177 с. Режим доступа: https://icdlib.nspu.ru/views/icdlib/5980/read.php (дата обращения: 16.12.2024). EDN: MUDYXT
7. Шаповалов А.А. Экспериментальный подход к профессиональной подготовке учителя физики: монография. Барнаул: АлтГПУ; 2024. 352 с. DOI: 10.37386/978-5-907487-58-1 EDN: DJAKJW
8. Шаповалов А.А., Андреева Л.Е. Подготовка студентов к конструированию и решению экспериментальных задач по физике. Мир науки, культуры, образования. 2018;71(4):279-281. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/podgotovka-studentov-k-konstruirovaniyu-i-resheniyu-eksperimentalnyh-zadach-po-fizike/viewer (дата обращения: 16.12.2024). EDN: XYVBFJ
9. Etkina E., Van Heuvelen A., Brookes D.T., Mills D. Role of Experiments in Physics Instruction. The physics teacher. 2002;40:351-355. DOI: 10.1119/1.1511592
10. Etkina E. Millikan award lecture: Students of physics - listeners, observers, or collaborative participants in physics scientific practices? American Journal of Physics. 2015;83:669-679. DOI: 10.1119/1.4923432
11. Etkina E., Van Heuvelen A. Investigative science learning environment - a science process approach to learning physics. In: Redish E., Cooney P., eds. Research-Based Reform of University Physics. Vol. 1. College Park: American Association of Physics Teachers; 2007. Accessed October 25, 2024. https://www.compadre.org/PER/per_reviews/media/volume1/ISLE-2007.pdf.
12. Etkina E., Van Heuvelen A., Karelina A., Ruibal-Villasenor M. Spending time on design: does it hurt physics learning? AIP Conference Proceedings. 2007;951:88-91. DOI: 10.1063/1.2820955
13. Poklinek Čančula M., Planinšič G., Etkina E. Analyzing patterns in experts’ approaches to solving experimental problems. American Journal of Physics. 2015;83(4):366-374. DOI: 10.1119/1.4913528
14. Rosengrant D., Van Heuvelen A., Etkina E. Case study: students’ use of multiple representations in problem solving. AIP Conference Proceedings. 2006;818(1):49-52. DOI: 10.1063/1.2177020
15. Hidayah M.F. Designing infographics for the educational technology course: perspectives of preservice science teachers. Journal of Baltic Science Education. 2018;17(1):8-18. DOI: 10.33225/jbse/18.17.08 EDN: YHOXAT
16. Hare J. A simple demonstration for exploring the radio waves generated by a mobile phone. Physics Education. 2010;45(5):481-486. DOI: 10.1088/0031-9120/45/5/004
17. Etkina E., Planinšič G., Vollmer M. A simple optics experiment to engage students in scientific inquiry. American Journal of Physics. 2013;81(11):815-822. DOI: 10.1119/1.4822176
18. Lattery M., Dobbs S., Lattery G. An undergraduate entryway into experimental particle physics. American Journal of Physics. 2024;92:907-908. DOI: 10.1119/5.0214640 EDN: CBCDQP
19. Shah K., Butler J., Knaub A.V., Zenginoğlu A., Ratcliff W., Soltanieh-ha M. Data science education in undergraduate physics: lessons learned from a community of practice. American Journal of Physics. 2024;92:655-662. DOI: 10.1119/5.0203846 EDN: AVXYVQ
20. Петрова Е.Б., Чулкова Г.М. Физика XXI века: вопросы преподавания. Как донести до школьников и студентов красоту современной физики: монография. Москва: Ленанд; 2019. 304 с. Режим доступа: https://istina.pskgu.ru/publications/book/233099962 (дата обращения: 16.12.2024). EDN: JLNAVS
21. Chulkova G.M., Petrova E.B. To the issue regarding the content of the future specialists training in the field of modern optics and photonics. Journal of Physics: Conference Series (JPCS). 2020;1691:012038. DOI: 10.1088/1742-6596/1691/1/012038 EDN: BAHKTR
22. Korkmaz C., Correia A.-P. A review of research on machine learning in educational technology. Educational Media International. 2019;56(6). DOI: 10.1080/09523987.2019.1669875
23. Jiang X., Kittredge A., Hopman E. 4 Learnings from Duolingo Efficacy Studies. Accessed December 12, 2024. https://blog.duolingo.com/results-duolingo-efficacy-studies.
24. Luan H., Tsai C.C. A review of using machine learning approaches for precision education. Educational Technology & Society. 2021;24(1):250-266. Accessed December 12, 2024. https://www.jstor.org/stable/26977871.
25. Львовский В.А. Нелинейная технологическая карта и другие инструменты организации урока со встроенной диагностикой. Учитель Алтая. 2023;4(17):6-17. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=65634734 (дата обращения: 17.12.2024).
26. Солдатенкова М.Д., Чулкова Г.М. О подходах к реализации экспериментальной деятельности по физике. Физика в школе. 2022;7:28-34. DOI: 10.47639/0130-5522_2022_7_28 EDN: UYCLVP
27. Баева Э.М., Ломакин А.И., Ширяева Ю.А., Колбатова А.И. Физика в экране смартфона: примеры экспериментальных заданий. Физика в школе. 2023;8:35-41. DOI: 10.47639/01305522_2023_8_35 EDN: BFFJHK
28. Чулкова Г.М., Гольцман Г.Н., Пурышева Н.С., Львовский В.А., Адамский А.И., Петрова Е.Б., Теплякова К.О., Солдатенкова М.Д., Колачев Н.И., Логинова О.Б., Ковалева Г.С. Экспериментальная деятельность учащихся - основа обучения физике в современной школе: монография. Москва: Прометей; 2023. 218 с. Режим доступа: https://sprometej.su/magazin/product/golcman-g-n-purysheva-n-s-lvovskij-v-a-i-dr-eksperimentalnaya-deyatelnost-uchashchihsya-osnova-obucheniya-fizike-v-sovremennoj-shkole-monografiya (дата обращения: 16.12.2024).
29. Петрова Е.Б., Чулкова Г.М. Определение коэффициента теплопроводности металлов доступными средствами. Физика в школе. 2024;1:46-51. DOI: 10.47639/0130-5522_2024_1_46 EDN: GAVYHC
30. Петрова Е.Б., Чулкова Г.М. Видеоанализ в жизни и образовании. Проблемы современного образования. 2024;3:243-254. DOI: 10.31862/2218-8711-2024-3-243-254 EDN: ZTLALR
31. Чулкова Г.М., Петрова Е.Б., Теплякова К.О., Солдатенкова М.Д., Седых К.О., Лазарев М.А. Экспериментальные задачи по оптике. Физика в школе. 2024;2:49-54. DOI: 10.47639/01305522_2024_2_49 EDN: EKJXRQ
32. Маслак А.А. Теория и практика измерения латентных переменных в образовании: монография. Москва: Юрайт, 2024. 255 с. Высшее образование. Режим доступа: https://urait.ru/bcode/537005 (дата обращения: 17.12.2024). EDN: MNSYMN
33. Куприянов Р.Б., Звонарев Д.Ю. Разработка модели прогнозирования образовательных результатов обучающихся для университетов. Искусственный интеллект и принятие решений. 2021;2:11-20. DOI: 10.14357/20718594210202 EDN: EENEFV
34. Якунин Ю.Ю., Шестаков В.Н., Ликсонова Д.И., Даничев А.А. Прогнозирование результатов обучения студентов с использованием инструментов машинного обучения. Информатика и образование. 2023;38(4):28-43. DOI: 10.32517/0234-0453-2023-38-4-28-43 EDN: HPHLQH
35. Pedregosa F., Varoquaux G., Gramfort A., Michel V., Thirion B., Grisel O., Blondel M., et al. Scikitlearn: machine learning in Python. The Journal of Machine Learning Research. 2011;12:2825-2830. DOI: 10.48550/arXiv.1201.0490
36. Адамский А.И., Подболотова М.И., Устюгова О.Б., Колачев Н.И. Разработка модели деятельности учителей, использующих высокотехнологичные учебные инструменты (орудия) на основе реконструкции деятельности и описания операций (действий). Вестник Московского городского педагогического университета. Серия “Педагогика и психология”. 2024;18(1-1):140-164. DOI: 10.25688/2076-9121.2024.18.1-1.07
37. Лазарев М.А., Пурышева Н.С., Седых К.О., Солдатенкова М.Д., Теплякова К.О., Чулкова Г.М., Шиповская С.В. Результаты апробации модели модульной программы по физике с новым содержанием на основе экспериментальных задач: анализ рефлексии студентов - будущих учителей физики и информатики. Школа будущего. 2023;5:76-91. DOI: 10.55090/19964552_2023_5_76_91 EDN: QUTSYP
Выпуск
Другие статьи выпуска
Введение. В условиях современного рынка труда от соискателей требуются не только узкопрофессиональные знания, связанные с конкретной предметной областью, но и мягкие навыки, такие как навыки работы в команде, способность отстаивать свою точку зрения, решать задачи и принимать решения. При этом наблюдается разрыв между требованиями работодателей и фактическим уровнем развития мягких навыков выпускников. Это объясняется тем, что учебные программы высших учебных заведений мало адаптированы к задаче развития мягких навыков. Целью исследования является оценка развитости мягких навыков у студентов бакалавриата на примере экономического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова (направление «Менеджмент») по результатам двух лет обучения. Методология, методы и методики. Для определения уровня развития компетенций использовались оценки асессоров. С их помощью оценивался уровень развития таких компетенций как лидерство, работа в команде, аналитика, убеждение и влияние, межличностное взаимодействие, принятие решений. Список исследуемых компетенций был сформирован в рамках стратегической сессии, в которой приняли участие представители работодателей, являющихся партнерами факультета. Результаты и научная новизна. Проведенное исследование показало, что уровень мягких навыков, связанных с лидерством, аналитикой и принятием решений, существенно снизился в период пандемии. Единственная компетенция, уровень которой значимо вырос по результатам двух лет обучения - межличностное взаимодействие. Студенты, имеющие высокий уровень развития компетенций при поступлении, демонстрируют высокие значения компетенций и на третьем курсе. Не было найдено различий в уровне развития компетенций между юношами и девушками. Практическая значимость. В работе приведены подходы, которые могут быть использованы для развития мягких навыков студентов в процессе обучения.
Введение. В статье раскрывается один из компонентов персонификации - самоактуализация как стремление человека к наиболее полному выявлению и развитию своих личностных возможностей, способностей, своего потенциала, как ощущение собственной ценности (самоценность), как процесс самопознания и самопринятия. Цель заключается в определении компонентов самоактуализации и выявлении степени детерминированности зависимых переменных самоактуализации: самоценности, самопринятия, самообвинения, внутренней честности, от независимых переменных компонентов персонификации: самоотношения, мотивации, активности и самоорганизации. Методология, методы и методики. Теоретико-методологическую основу исследования составили концепция персонификации А. Б. Орлова, теории самоактуализации К. Гольдштейна, А. Маслоу, К. Роджерса. Основными методологическими подходами, примененными в исследовании, являются акмеологический подход (Б. Г. Ананьев) и ресурсный подход (Д. А. Леонтьев). Методами исследования являются: теоретико-методологический анализ научной литературы; эмпирические методы: для сбора данных - метод опроса, для обработки - методы математической статистики. Результаты. Определена содержательная структура самоактуализации, построена прогнозная модель, представляющая психологические факторы, от которых зависит самоактуализация студентов. Представлены аналитические данные эмпирического исследования компонентов самоактуализации, выявлено влияние определенных компонентов персонификации на зависимую переменную - самоактуализацию студентов. Научная новизна заключается в определении структуры самоактуализации, установлении сложного, разнонаправленного и зачастую нелинейного влияния компонентов персонификации на самоактуализацию студентов. Практическая значимость. Аналитические данные, полученные эмпирическим путем, могут стать основой для организации образовательного процесса с целью наиболее полного выявления и развития личностного потенциала студентов. Студенты находятся на этапе личностной и профессиональной самореализации, поэтому представление реальной картины будет способствовать мобилизации ресурсов для их развития и совершенствования.
Воспитание характера развивающейся личности в ходе целостного образовательного процесса фокусируется на развитии этических ценностей, таких как честность, ответственность, эмпатия и самодисциплина, которые помогают людям жить в гармонии с социальными нормами. Содействие формированию целостной личности в процессе обучения предполагает комплексный подход, способствующий объединению когнитивного, эмоционального, социального и духовного развития учащихся в интересах обеспечения баланса академических способностей и развития характера. Цель. В исследовании анализируются мировые тенденции влияния целостных моделей образования на становление характера развивающейся личности. Методология, методы и методики. Методологической основой исследования стал систематический подход к обзору результатов теоретических и эмпирических исследований в авторитетных международных журналах, индексируемых Scopus, в период с 2016 по 2024 год по обозначенной проблематике. Анализ данных проводился с использованием библиометрического приложения Biblioshiny (RStudio) и программного пакета для качественного анализа данных NVivo. Результаты исследования показывают, что целостное образование положительно влияет на формирование нравственного поведения и улучшает результаты обучения учащихся. Отмечается, что интеграция элементов воспитательного характера в формальные учебные программы и методы обучения, которые отдают приоритет контекстному опыту и саморефлексии, усиливает способность учащихся критически мыслить, сотрудничать и решать проблемы. Научная новизна. Согласно исследованию, включение моделей целостного обучения и воспитания нравственных черт характера в одну концептуальную структуру свидетельствует о том, что моральное и академическое развитие личности могут усиливать друг друга. Практическая значимость заключается в выработке рекомендаций для разработки целостных учебных программ и стратегий, которые способствуют достижению высоких академических результатов и развитию нравственных черт характера у учащихся как ответственных граждан своей страны.
Введение. В статье рассматривается самостоятельность как проявление субъектности в деятельности. Показано, что важнейшей характеристикой субъектности является способность к саморегуляции, проявляющаяся и развивающаяся в условиях, когда ученик в учебной деятельности имеет возможность выбора на каждом из этапов саморегуляции. Целью данного исследования является обоснование рекомендаций, позволяющих учителю развивать самостоятельность ученика. Методология, методы и методики. В основу исследования положены личностно-ориентированный и системный подходы. Методология выстраивалась в соответствии с теорией осознанной саморегуляции, последовательно развиваемой в работах О. А. Конопкина. Эмпирическая основа получена в результате онлайн-анкетирования учителей и учеников, собеседований с учителями. Результаты. Установлено, что самостоятельность ученика будет развиваться, если ему от постановки цели и до коррекции результатов, выяснения и формирования его собственной точки зрения на явления окружающего мира и на самого себя будет предоставлена возможность выбора, а образовательное пространство обучающегося будет содержать альтернативы из дихотомических направлений развития. Завершающим этапом учебно-познавательной деятельности должен стать этап коррекции субъектом собственной системы саморегулирования. Научная новизна. Разработаны и обоснованы рекомендации к организации учебно-познавательной деятельности обучающегося, необходимые для развития его самостоятельности. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы педагогами-теоретиками для дальнейшего развития теории субъектности, а также учителями-практиками для рефлексии своей педагогической деятельности в аспекте повышения самостоятельности своих учеников.
Введение. В цифровую эпоху критически важным становится использование инновационных стратегий и подходов, основанных на технологиях, способствующих улучшению концептуальных результатов обучения математике. Использование мобильных технологий, MoSIM позволяет студентам участвовать в исследовательских мероприятиях в любое время и в любом месте, преодолевая ограничения традиционного классного обучения. Цель настоящего исследования разработка и оценка мобильных средств «бесшовного» обучения исследовательской деятельности (MoSIM). Методология, методы и методики. Исследование было проведено с использованием модели педагогического дизайна ADDIE. Анализ данных включал парный t-тест и расчет прироста (N-gain) для оценки улучшения концептуальных результатов обучения. Результаты и научная новизна. Результаты показывают, что MoSIM значительно улучшает концептуальное понимание студентов, что подтверждается статистически значимой разницей результатов (Sig. < 0.001) и процентом прироста (N-gain) 72,42 %. Это исследование представляет инновационное образовательное решение, объединяющее IBL и «бесшовное обучение» в мобильном формате, адаптированном к характеристикам поколения Z, которое обладает высокой цифровой грамотностью. Практическая значимость. MoSIM обеспечивает практичное и гибкое решение для преподавания абстрактных математических концепций за пределами ограничений классного времени. Его успешное применение служит моделью для интеграции мобильных технологий в другие учебные контексты.
Введение. Изучение гуманитарных наук часто рассматривается как основное средство развития таких навыков критического мышления, как анализ, синтез и интерпретация информации. Однако современные работодатели желают видеть у выпускников вузов кроме этих навыков еще и навыки аргументации, выдвижения новых идей, принятия решений, решения проблем. Встал вопрос о том, достаточно ли в современном высокотехнологичном мире методов и средств гуманитарного образования для формирования конкурентоспособных навыков критического мышления. Цель. Исследование отличий в навыках критического мышления у студентов гуманитарных и естественно-математических направлений подготовки. Методология, методы и методики. Изучение восприятия понятия «критическое мышление» студентами разных направлений подготовки проводилось с помощью опроса и мини-эссе. Оценивание уровня развития навыков критического мышления осуществлялось с помощью специально разработанного теста. В исследовании участвовали 1543 студента двух университетов. Результаты. Обоснована трехуровневая таксономия актуальных навыков критического мышления. Показано, что преподаватели и студенты гуманитарной сферы связывают критическое мышление преимущественно с навыками работы в информационном пространстве и аргументации - навыками первого и второго уровней. Именно эти навыки у студентов-гуманитариев сформированы на хорошем уровне и лучше, чем у студентов-естественников. Студенты естественно-математических направлений подготовки существенно чаще относят к критическому мышлению навыки гипотетирования, формулирования суждений, принятия решений и решения проблем - навыки верхнего уровня. Эти навыки связаны с естественнонаучным методом и лучше развиваются на естественнонаучном контексте. Характеристики навыков, сформированные на различных контекстах, имеют отличия. Практическая значимость. Для развития всей палитры актуальных навыков критического мышления необходимо наличие и гуманитарных, и естественно-математических дисциплин. Однако непрофильные дисциплины должны быть трансформированы: при преподавании гуманитарных дисциплин на естественно-математических направлениях подготовки следует сосредоточиться на развитии групп навыков работы с информацией и аргументации, а при преподавании естественно-математических дисциплин на гуманитарных направлениях подготовки - на развитии группы навыков решения проблем.
Издательство
- Издательство
- РГППУ
- Регион
- Россия, Екатеринбург
- Почтовый адрес
- 620143, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11
- Юр. адрес
- 620143, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11
- ФИО
- Дубицкий Валерий Васильевич (ИСПОЛНЯЮЩИЙ ОБЯЗАННОСТИ РЕКТОРА)
- E-mail адрес
- mail@rsvpu.ru
- Контактный телефон
- +7 (343) 3384447
- Сайт
- https://rsvpu.ru/