Теоретические основы фундаментальной естественнонаучной подготовки студентов технического вуза
СОДЕРЖАНИЕ: На правах рукописи Елисеев Владимир Александрович Теоретические основы фундаментальной естественно-научной подготовки Студентов Технического вуза в условиях использования информационных технологийНа правах рукописи
Елисеев Владимир Александрович
Теоретические основы фундаментальной
естественно-научной подготовки Студентов
Технического вуза в условиях использования информационных технологий
Специальность 13.00.08 – Теория и методика
профессионального образования
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора педагогических наук
Елец – 2007
Работа выполнена в Воронежском государственном
техническом университете.
Научный консультант:
доктор педагогических наук, профессор
Жуковская Зоя Дмитриевна
Официальные оппоненты:
доктор педагогических наукпрофессор
Подаева Наталия Гергиевна
доктор педагогических наук профессор
Молотков Николай Яковлевич
доктор физико-математических наук профессор
Зеленин Вячеслав Михайлович
Ведущая организация:
Орловский государственный технический университет
Защита состоится 12 ноября 2007 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.059.02 по присуждению ученой степени доктора педагогических наук в Елецком государственном университете им. И.А. Бунина по адресу: 399770. г. Елец Липецкой области, ул. Коммунаров, 28, ауд. № 301.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Елецкого государственного университете им. И.А. Бунина по адресу: 399770. г. Елец Липецкой области, ул. Коммунаров, 28.
 |
Ученый секретарь диссертационного
совета профессор Е.Н.Герасимова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Одна из основных задач, стоящих перед современным образованием, формулируется как воспитание и обучение разносторонне развитой личности. В этой связи возникает несоответствие между реальными требованиями общества и потенциальными возможностями студента, уровнем его специальной подготовки для осуществления творческой деятельности.
Ряд авторов отмечают, что процесс усвоения знаний в традиционном обучении фактически не связан с процессом познания в науке, что негативно сказывается на организации процесса формирования готовности обучаемых к профессиональной деятельности в современной информационной среде.
Тенденции развития технологии, усиление неопределенности в прогнозировании структуры потребителей научных и технических специалистов определяют рост значимости совершенствования и обновления знаний, необходимости перехода к непрерывному и двухуровневому образованию с превалированием фундаментального, общенаучного компонента.
При проектировании содержания ГОС 3-го поколения наряду с компетентностным подходом и задачами по выполнению Болонских соглашений заложены следующие принципы:
- сочетание фундаментальности и профессиональной ориентированности образования;
- подход к обучению как к исследовательско- и практико-ориентированному;
- деятельностный, в том числе, задачный и контекстный подходы к обучению;
- направленность предметного содержания на освоение физических наук как основы интеграции естественнонаучных знаний.
Фундаментальная естественно-научная подготовка студентов призвана способствовать формированию одной из ключевых групп компетенций – исследовательских и самообразовательных.
Для повышения качества профессионального образования представляется необходимым: 1) переместить фокус внимания преподавателей и обучающихся с проблемы изучения прагматических знаний на формирование научных форм системного мышления; 2) изменить содержание и методологию учебного процесса таким образом, чтобы, помимо изучения процесса формирования науки, значительная часть времени уделялась выработке современных представлений о целостном содержании системы наук, перспективах ее дальнейшего развития и роли каждой конкретной учебной дисциплины в этом процессе. Другими словами, акцент должен быть сделан на изучение наиболее фундаментальных законов природы и общества в их современном понимании с учетом возможностей и образовательных запросов личности.
Под фундаментализацией образования следует понимать, прежде всего: а) выделение универсальных по своей сути, основополагающих знаний, выведение их на приоритетные позиции и придание им значения основы для накопления других знаний, формирования умений и навыков, б) сближение образования и науки. Сущность фундаментализации образования состоит в том, что каждая область знания, изучаемая в вузе, является частью всего комплекса связанных с нею наук. Для более глубокого понимания специальности необходимо изучение всех наук, входящих в её систему.
Конструктивным шагом на пути модернизации образования и приведения его в соответствие с перспективными интересами развития человека и человечества явилась образовательная парадигма, которая сформирована коллективом исследователей (О.Н. Голубева, А.Д. Суханов, Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов и др.).
Концепция новой образовательной парадигмы трактует фундаментальность как категорию качества образования и образованности личности. Задача фундаментального образования обеспечить оптимальные условия для воспитания гибкого и многогранного научного мышления, различных способов восприятия действительности, создать внутреннюю потребность в саморазвитии и самообразовании на протяжении всей жизни человека.
Проблеме формирования и развития творческого мышления, особенностям организации учебно-творческой деятельности посвящены работы В.И. Андреева, Л.Л. Гуровой, В.В. Давыдова, З.Д.Жуковской, В.Т. Кудрявцева, И.Я. Лернера, А.Н. Лук, Я.А. Пономарева, В.Г. Разумовского, В.Т. Титова, А.З. Рахимова и других.,
В работах П.Я. Гальперина, В.Ф. Лысова, В.В. Майера, А.В. Машукова с сотрудниками, Н.Я. Молоткова, Б.Н. Мухаметовой, В.В. Светозарова, Ю.В. Светозарова, А.М.Толстика, М.Ф. Щанова и других ученых приведены результаты формирования исследовательских умений и навыков в условиях современного лабораторного практикума по физике.
В качестве одного из главных направлений реализации новой образовательной парадигмы в условиях начала XXI века авторы аналитического доклада Института информатизации рассматривают, помимо фундаментализации образования на всех уровнях, внедрение методов опережающего и развивающего образования на основе использования перспективных информационных технологий и повышение доступности качественного образования путем развития системы дистанционного обучения и средств информационной поддержки образовательного процесса современными информационными и телекоммуникационными технологиями.
Современный этап использования информационных технологий характеризуется переходом от решения задач производства и управления к решению социальных задач. Основное внимание в области информатизации социальной сферы уделяется использованию новых информационных технологий в образовании. Проведенный Б.И. Герасимовым и А.Л. Денисовой анализ показал, что использование информационно–вычислительной техники при соблюдении ряда определенных условий способствует повышению качества образовательного процесса и формированию готовности к профессиональной деятельности, формированию навыков информационного моделирования, потребности непрерывного образования.
Физика является мировоззренческой наукой, лежащей в основе современного естествознания, поэтому формирование именно физического знания, является актуальной проблемой в образовании. Эта проблема особенно важна при обучении студентов на младших курсах, когда физическая картина мира воспринимается на всех ступенях организации материи – от элементарных частиц до Вселенной и развивается физическое мышление как инструмент познания.
В работах П.И. Образцова, О.П. Околелова, А.В. Соловова обоснована техническая возможность проектирования учебной дисциплины как дидактической системы, позволяющей педагогу через информационную составляющую процесса обучения осуществлять целостную технологию обучения. Однако в этих работах не отражены вопросы методики формирования научного мировоззрения, развития мотивации самообразования, которые являются актуальными на начальной стадии обучения в техническом вузе.
Сложность проблемы эффективной реализации функциональных возможностей компьютера в процессе обучения определяется еще и тем обстоятельством, что, характеризуясь многообразием связей, она должна решаться в условиях ряда противоречий в системе профессионального образования. При этом темпы решения проблемы должны соответствовать динамике информатизации. В публикациях В.П. Беспалько, Е.И. Виштынецкого, А.Л. Денисовой, А.О. Кривошеева, Е.Н. Машбиц, П.И.Образцова, О.П. Околелова, А.В. Соловова, А.Я. Савельева, Н.Ф. Талызиной, М.С. Чвановой и других ученых на эту тему представлен ряд существенных научных результатов.
Тем не менее, анализ публикаций показывает, что целенаправленных исследований по вопросам разработки новых концепций, содержания, организационных форм и методов комплексного использования всех возможностей современных средств информационных технологий в преподавании еще недостаточно.
В приведенных исследованиях рассматривались либо общие проблемы развития системы профессионального образования, либо проблемы совершенствования отдельных компонентов системы в рамках образовательной парадигмы, или в контексте информатизации и индивидуализации образования. Исследования же проблемы развития самообразования в таком важном контексте как мотивация фундаментального естественно-научного образования с использованием информационных технологий не проводилось. Таким образом, современное состояние теоретической разработки проблемы организации учебной деятельности, отражающей тенденции фундаментализации и использования компьютерных технологий в образовании при подготовке будущих инженеров, способных решать весь комплекс задач в сложных условиях современного этапа развития общества, а также необходимость разрешения многочисленных противоречий свидетельствуют об актуальности исследования методологических принципов дидактической системы фундаментальной естественно-научной подготовки инженеров средствами компьютерных технологий.
Теоретические исследования и систематизация опыта практической работы позволили выявить наличие в существующей системе естественно-научной подготовки в высшем техническом учебном заведении целого ряда противоречий между:
- потребностью общества и фактическим качеством естественно-научной подготовки в профессиональном образовании;
- групповой формой организации процесса подготовки и индивидуальными потребностями личности в качественном образовании и развитии творческих способностей;
- естественным интересом молодежи к компьютеру и отсутствием в преподавании учебных курсов психолого-педагогической базы для ориентации этого интереса на формирование базового уровня подготовки по естественно-научным дисциплинам;
- высоким уровнем вычислительной техники и недостаточным осознанием роли и возможностей ЭВМ в современной инженерной и научной деятельности;
- необходимостью формирования осознанных действенных знаний обучаемых и преобладанием вербальных методов обучения.
Проблема исследования заключается в необходимости разрешения указанных выше противоречий. Постановка проблемы позволит повысить качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов в контексте информатизации и формирования мотивационного синдрома.
Тема исследования«Теоретические основы фундаментальной естественно-научной подготовки студентов технического вуза в условиях использования информационных технологий» обусловлена актуальностью решения и педагогической значимостью этой проблемы.
Объектом исследования является процесс профессионального образования в техническом вузе.
Предмет исследования – фундаментальная естественно-научная подготовка студентов технического вуза в условиях системного использования информационных технологий.
Цель данного исследования – разработка теоретико-методологического обоснования концептуальной модели фундаментальной естественно-научной подготовки студентов технического вуза в условиях использования информационных технологий.
Гипотеза исследования – качество естественно-научной фундаментальной подготовки студентов технического вуза в контексте их профессиональной деятельности может быть повышено, если:
- на основе методологических принципов будет разработана концептуальная модель фундаментальной естественно-научной подготовки в компьютерной обучающей среде, системообразующим элементом которой является развитие личности обучаемого;
- на этапе проектирования компьютерных модулей сопровождения учебного курса учтено комплексное сочетание методологических, дидактических и психологических требований на основе современной парадигмы образования;
- разработана и внедрена методика компьютерного сопровождения различных видов учебных занятий;
- в компьютерных обучающих модулях заложен механизм формирования познавательного мотивационного синдрома, ориентированный на развитие творческих способностей обучающихся.
В соответствии с объектом, предметом, целью и гипотезой исследования сформулированы следующие задачи :
1. разработать и обосновать концептуальную модель фундаментальной естественно-научной подготовки в условиях системного использования информационных технологий;
2. разработать и внедрить в учебный процесс методику комплексного компьютерного сопровождения учебных занятий, ориентированную на повышение качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов;
3. определить психолого-педагогические условия формирования мотивации самообразования и самооценки в процессе создания и реализации компьютерных обучающих программ;
4. провести педагогический эксперимент и оценить эффективность модели фундаментальной естественно-научной подготовки в компьютерной обучающей среде.
Теоретико-методологической основой для решения поставленных задач послужили концептуальные положения философии, теории развивающего и деятельностного подхода к повышению качества обучения, работы, раскрывающие дидактические принципы обучения, современные активные методы обучения, интенсификации и мотивации учебной деятельности:
- философские положения теории познания, теории деятельности, формирования личности и становления специалиста (Ю.К. Бабанский, П.Я. Гальперин, Б.С. Гершунский, З.Д.Жуковская, И.А. Зимняя, Я.А. Коменский, А.Н. Леонтьев, И.Я. Лернер, А. Маслоу, Н.Ф. Талызина и др),
- исследования, раскрывающие различные аспекты процесса информатизации образования (А.П. Ершов, А.Л. Денисова, Е.И. Машбиц, А.В.Могилев, А.О. Кривошеев, П.И.Образцов, О.П. Околелов, И.В Роберт, А.В. Соловов, М.С. Чванова и др.),
- исследования целенаправленного и эффективного формирования у обучаемых творческого мышления, как необходимого компонента личностной характеристики специалиста (Е.Л. Белкин, А.А. Бондарева, В.Д. Горский, А.Л. Денисова, Д.В. Кузнецова, А.В. Романов),
- конструктивные идеи концепции фундаментализации новой образовательной парадигмы модернизации образования (О.Н. Голубева, А.Д. Суханов, Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов и др.),
- работы по проблеме формирования исследовательских умений и навыков в условиях современного лабораторного практикума по физике (В.М. Блинов, П.Я. Гальперин, В.Ф. Лысов, В.В. Майер, А.В. Машуков с сотрудниками, Н.Я. Молотков, Е.Б. Петрова, В.В. Светозаров, Ю.В. Светозаров, А.М. Толстик, М.Ф. Щанов),
- ценностный подход к содержанию подготовки специалистов (З.Д.Жуковская),
- общие закономерности процесса формирования профессионально-личностного саморазвития (А.А. Вербицкий, Т.И. Шамова).
С позиций кибернетики основополагающими явились работы, раскрывающие методы, средства и алгоритмы учебной деятельности.
Важным источником исследования являются материалы автора, накопленные за 45-летнюю педагогическую и научно-исследовательскую деятельность в качестве школьного учителя (9 лет) и преподавателя физики Воронежского государственного технического университета (36 лет).
Для реализации цели, проверки гипотезы и решения поставленных задач использованы следующие методы исследования :
- общенаучные методы: формальной логики, системного, индуктивно-дедуктивного анализа;
- педагогические наблюдения за исследовательской деятельностью студентов, беседы с преподавателями, студентами, анкетирование, контрольные срезы;
- поэтапные контрольные тесты проверки эффективности разработанной методики формирования исследовательских умений и навыков у студентов при изучении курса физики;
- педагогический эксперимент, статистическая обработка экспериментальных данных, содержательная интерпретация полученных результатов.
Научная новизна исследования:
- разработана и теоретически обоснована концептуальная модель фундаментальной естественно-научной подготовки, функционирующая в условиях системного использования информационных технологий и способствующая формированию профессионально значимых качеств будущего инженера. На методологическом, теоретическом, дидактическом и концептуальном уровнях предложено решение проблемы повышения качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов в условиях современной информационной среды,
- определены образовательная, воспитательная и развивающая функции компьютерной обучающей среды, обеспечивающие ее эффективное включение в систему учебного процесса технического вуза,
- раскрыт и реализован психолого-педагогический механизм формирования в компьютерной среде мотивационного синдрома и исследованы возможности его коррекции в процессе учебной деятельности обучающихся,
- определены психолого-педагогические условия организации исследовательской работы студентов как дополнения к основному курсу, рассчитанные на современный уровень компьютерной грамотности. Информационные технологии представлены как комплекс действенных средств интеграции методологических приемов, математических методов и дидактических принципов,
- разработана и внедрена в учебный процесс методика компьютерного сопровождения различных видов занятий курса физики в техническом вузе, включающая комплексное методическое, аппаратное и программное обеспечение фундаментализации естественно-научной подготовки студентов средствами компьютерных технологий,
- сформулированы критерии оценки качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
- с учетом социально-экономических, психолого-педагогических факторов раскрыты проблемы, выявлены педагогические функции и особенности мотивации в компьютерной обучающей системе, направленные на повышение качества и роли фундаментальной естественно-научной подготовки в системе профессионального образования;
- конкретизированы пути повышения качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов в преподавании курса физики в техническом вузе;
- на основе системного анализа структуры фундаментальной подготовки студентов, где системообразующим фактором является развитие творческих способностей обучающихся, разработан новый подход к решению проблемы мотивации самообразования в компьютерной обучающей среде. Выявлена роль компьютерного сопровождения преподавания в изменении причинной схемы неудач при выполнении заданий;
- предложен комплексный дидактический инструментарий компьютерных технологий для образовательного процесса, позволяющий реализовать научность, системность, наглядность, индивидуальность, последовательность, преемственность, единство требований, активный диалог, обратную связь;
Практическая значимость исследования заключается в том, что на основе целостной дидактической системы компьютерного сопровождения фундаментальной подготовки разработана и внедрена в учебный процесс методика проведения индивидуализированных расчетно-графических заданий и лабораторного практикума, позволяющая оптимально адаптировать компьютерные модули к индивидуальным характеристикам обучающихся.
Результаты работы использованы в учебном процессе для существенного повышения фундаментального естественно-научного образования и развития мотивации активной самостоятельной творческой деятельности студентов.
Разработанный автором пакет прикладных компьютерных программ интенсивного обучения, набор которых направлен на развитие потенциальных возможностей личности обучающегося в соответствии с современной парадигмой фундаментализации образования, зарегистрирован в ОФАП и может быть непосредственно использован в других вузах и школах, в системе дистанционного обучения и для самоподготовки.
Апробация результатов исследования и внедрение разработанной системы осуществляется в течение более двадцати лет на кафедре физики Воронежского государственного технического университета и других вузов Воронежа. Результаты научного исследования доложены и положительно оценены на международных, республиканских конференциях «Современный физический практикум», «Физика в системе современного образования», «Современные технологии обучения», «Проблемы интеллектуализации образования», научно-практических и других конференциях, симпозиумах, опубликованы в журналах «Физическое образование в вузах», «Системный анализ и управление в биомедицинских системах». Коллектив сотрудников ВГТУ, руководимый автором, принимает активное участие в выполнении межвузовской комплексной программы МО РФ «Наукоемкие технологии образования» со дня ее создания. Материалы исследований (концептуальная модель фундаментальной естественно-научной подготовки средствами компьютерных технологий, принципы организации компьютеризированных практических занятий по физике) положены в основу курсов лекций, лабораторных и практических занятий и включены в график учебного процесса.
Обоснованность и достоверность результатов, содержащихся в диссертации, обеспечивается методологической основой исследования, позволившей определить научные подходы к исследованию проблемы и доказать выдвинутую гипотезу. Методологические позиции адекватны целям, предмету и задачам исследования. Надежность результатов обусловлена и комплексным использованием методов различных научных дисциплин, а также широкой апробацией полученных данных в процессе личной многолетней преподавательской деятельности, позитивным опытом коллег, использующих материалы автора, их сравнимостью с массовой практикой.
Базой исследования являлся Воронежский государственный технический университет. В исследовании приняли участие более тысячи студентов, из которых отобраны три группы: одна контрольную и две экспериментальные группы
Этапы исследования:
Первый этап (1990-1995 гг.) - определение проблемы исследования и обоснование её актуальности. В этот период анализировалось состояние подготовки студентов к исследовательской работе, изучалась соответствующая литература, выявлялись противоречия в теории и практической деятельности, определилась методология и разрабатывалась методика исследования. В результате этой работы была сформулирована гипотеза, намечены цели, задачи и методы исследования, определялось содержание экспериментальных занятий со студентами.
Второй этап (1995-1999 гг.) - осуществлялась теоретическая работа, направленная на поиск путей, методов и приемов формирования исследовательских умений и навыков у студентов физико-технического факультета. Подготовка теоретической базы для проведения опытно-экспериментального обучения; осуществление констатирующего и формирующего экспериментов. Для осуществления поставленных целей обучения создан компьютерный класс кафедры физики, установлены критерии и направления оценки качества фундаментальной подготовки инженеров. Разработано и осуществлено аппаратное и программное обеспечение для компьютерного сопровождения курса физики.
Третий этап (1999-2007 гг.) – реализация разработанной автором комплексной программы формирования исследовательских умений и навыков у студентов (в двух вузах г. Воронежа); анализ, систематизация и обобщение результатов проведенной работы. Результаты ее подтверждены документально многими актами внедрения в практику учебного процесса.
На защиту выносятся следующие результаты, раскрывающие теоретические положения и условия, которые обеспечивают и стимулируют развитие отвечающей тенденциям информатизации образованиясистемы фундаментальной естественно-научной подготовки в техническом вузе:
1. Концептуальная модель фундаментальной естественно-научной подготовки в компьютерной обучающей среде, системно включающая в отличие от традиционной методики:
- эвристический подход и дополнение компонентов теоретического и образного мышления (экспериментально-исследовательскую работу с графиками);
- формирование системного мышления будущего специалиста за счет развития связей между различными компонентами системы учебных знаний;
- освоение студентами научных методов экспериментальных исследований.
2. Методика компьютерного сопровождения учебных занятий, ориентированная на развитие творческой активности студентов при проведении лабораторного практикума с элементами автоматизации физического эксперимента и математической обработки результатов. Кроме мотивационного фактора с учетом структуры учебных знаний фундаментализация инженерного образования обеспечивается:
- изучением закономерностей явлений и понятий, теоретических положений, которое осуществляется на базе фундаментальных идей и принципов;
- формированием аналитико-синтетических представлений сущности рассматриваемых явлений при их математическом и имитационном моделировании;
- ориентацией на непрерывное и развивающее обучение при переходе от изучения курса общей физики к специализированным курсам выпускающих кафедр;
- формированием устойчивых навыков владения средствами и технологией информационной культуры.
3. Методологически и психологически обоснованная система контекстно зависимой помощи в диалоговых компьютерных модулях, обеспечивающая возможность формирования в компьютерной обучающей среде мотивации самообразования и самооценки.
4. Комплекс программных, аппаратных и методических средств компьютерного сопровождения преподавания курса физики.
Структура диссертации:
Содержание исследования изложено на 316 страницах и содержит введение, 4 главы, библиографию, 11 таблиц, 55 рисунков.
Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цель научного поиска, объект, предмет, гипотеза, ставятся задачи исследования, определяются этапы и методы исследования; охарактеризованы научная новизна и практическая значимость исследования; формулируются положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробации работы и внедрении ее результатов.
В первой главе «Теоретико-методологический анализ проблемы фундаментальной естественно-научной подготовки студентов технического вуза в условиях использования информационных технологий» представлен теоретический анализ состояния исследуемой проблемы и психолого-педагогических основ применения компьютерных технологий в системе профессионального образования, позволяющих реализовать принципы современной педагогической парадигмы в преподавании физики, рассмотрены вопросы формирования мотивации познавательной деятельности в компьютерной обучающей среде. На основе проведенного анализа установлены особенности проектирования компьютерной поддержки обучения и функции компьютерной обучающей системы.
Для определения принципов создания системы обеспечения фундаментальной подготовки по естественно-научным дисциплинам средствами компьютерных технологий, адекватной современному уровню информатизации, автором рассмотрены и проблемы валеологического плана, связанные с физическим, психическим и социальным здоровьем человека. Воздействие электромагнитных излучений, высокочастотное мелькание экрана, неестественный колорит цветов, повышенное напряжение при работе с компьютером - вот неполный перечень отрицательных воздействий на человека.
Из общей проблематики коммуникативного общения вытекают базовые трудности решения проблемы психологического и эргономического обеспечения процессов индивидуального компьютерного обучения. Это, во-первых, возможно неосознанное, навязывание пользователю своего способа видения системы фактов и выводов в данной области знания. Во-вторых, как за счет отсутствия, так и за счет изобилия деталей объяснения может происходить неадекватный способ передачи информации. В качестве примера можно привести либо плохо составленное меню, либо плохо проработанную систему подсказки. Кроме того, причины появления у обучаемых не только дискомфорта, но и устойчивых ощущений своей непригодности к работе могут быть связаны со сложностью определения исходного состояния знаний, способностей и навыков учащегося.
В исследованиях М.С. Чвановой отмечается и некоторое торможение процесса оперативной коррекции, которое порождается отсутствием ряда фоновых компонент (интонации, жестов, мимики и др.), сопровождающих традиционное общение в процессе обучения. Учет этих и других явлений требует, помимо соблюдения традиционных психолого-педагогических принципов, выполнения ряда специфических требований при организации компьютеризированного обучения. Наши исследования показали, что крайне важным фактором для проектируемых обучающих программ является наличие в них понятной системы использования возможностей программы.
Однако, автор согласен с позицией А.В. Соловова, который отмечает, что относительная легкость получения результата с применением ЭВМ снижает интерес к самому результату. Плохую услугу инженерной подготовке иногда оказывает и скрытность вычислительных процессов, выполняемых на ЭВМ. Многие вычисления, которые мы нередко объявляем рутинной работой, обладают большим обучающим эффектом, так как позволяют проследить и понять связь значений варьируемых переменных технического объекта с его характеристиками. При этом осваиваются преимущественно формализованные методы, а анализ результатов расчетов оказывается на втором плане.
Известный специалист в области синергетики профессор А.А. Колесников обозначил еще и методологическую проблему, связанную с применение компьютерных технологий. Дело в том, что современный компьютер, оперируя огромным количеством данных, может создать у неискушенного студента или молодого ученого иллюзию всеохватности изучаемой проблемы. В действительности же компьютер нередко способствует размножению деталей и частностей рассматриваемого явления, придавая важное значение именно частным случаям.
Следовательно, психологическое обеспечение образовательных процессов, связанных с компьютерным сопровождением, должно быть направлено на сближение процедур обучения с мотивационными потребностями и склонностями обучаемых. Это означает, что современная система автоматизированного обучения должна уже на стадии разработки строиться как мотивационно обоснованная структура.
Принятая нами дидактическая система комплексного компьютерного сопровождения фундаментальной естественно-научной подготовки инженеров основана на использовании компьютерных технологий как функционально связанного набора подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения, предназначенного для оптимизации процесса обучения и работающего в диалоговом режиме. С этой точки зрения компьютерные технологии рассматриваются нами как действенные средства интеграции методологических приемов организации познавательной деятельности, математических методов описания явлений и дидактических принципов выдачи информации.
Применение информационных технологий в процессе обучения, не отменяя его классические принципы, генерирует новые дидактические принципы (индивидуализации, многоканальности, модульности и другие). Наибольшими возможностями, пожалуй, обладает активный и дружественный диалог в компьютерной обучающей среде. Как показали наши исследования, методически проработанная контекстная помощь, «всплывающие» подсказки и доступная в любой момент справка стимулируют проявление своеобразного «синдрома незавершенного действия», характерного для компьютерных игр. При выполнении учебных заданий на компьютере это позволяет формировать мотивационную составляющую процесса обучения.
Необходимость поиска путей совершенствования фундаментальной подготовки на основе информационных технологий обуславливает с одной стороны постановку прикладной задачи разработки компьютерных средств поддержки профессионального образования, ориентированной на создание не отдельных фрагментов, а комплексов, обеспечивающих полноценную проработку учебного материала от теории до решения нетиповых задач, а с другой – разработку методических основ функционирования таких комплексных систем. Требуют своего решения и вопросы развития системы широкого психологического обеспечения процесса обучения с использованием компьютера. Под этим подразумевается целый спектр средств, направленных на сближение мотивационных потребностей, интеллектуальных и творческих особенностей личности учащегося со структурой и содержательной организацией учебного материала по результатам. В настоящее время психологические исследования еще не составили целостной картины развития личности и ее профессионализации в условиях компьютерного обучения и формирования новообразований когнитивной и мотивационно–смысловой сфер обучаемого.
Приведенный анализ состояния исследуемой проблемы позволяет сделать следующие выводы:
- Информатизация рассматривается как необходимое условие и важнейший этап, затрагивающий все основные направления реформирования системы образования в России, однако, качество информационных услуг, используемых в образовательном процессе, может быть повышено за счет усиления методологической компоненты,
- В ходе компьютеризации обучения в техническом вузе необходимо не только сохранить, но и с помощью средств вычислительной техники усилить инженерную подготовку, опирающуюся на знание и понимание фундаментальных физических принципов построения и функционирования технических объектов и процессов.
- Анализ имеющихся работ по использованию в образовании компьютерной поддержки показывает, что еще не выработаны четкие критерии оценки качества фундаментальной подготовки, которые определяют цели и направления модернизации процесса.
- Существует достаточно много работ, посвященных компьютерным обучающим модулям, но в них не заложены основы и методы формирования мотивации фундаментальной естественно-научной подготовки, мотивации активного самообразования и становления современного уровня компьютерной грамотности.
Во второй главе «Теоретико-методологическое обоснование концептуальной модели фундаментальной естественно-научной подготовки студентов технического вуза » рассмотрена структура учебных знаний, ее основные компоненты, новые отношения между ними при наличии компьютерной поддержки, приводящие к повышению качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов. Описаны условия формирования научного мировоззрения студентов в преподавании курса физики. Раскрыты методы и приемы, способствующие наиболее эффективному формированию навыков математического моделирования и развитию творческой активности студентов при проведении компьютерного лабораторного практикума с элементами автоматизации физического эксперимента. Здесь же приведено описание разработанных автором компьютерных лабораторных практикумов, имеющих целью развитие мотивации познавательной деятельности студентов, формирование у них навыков научной работы, интенсификацию самостоятельной работы студентов.
При изучении курса физики наиболее эффективным является разработка и реализация модели организации деятельности субъектов образовательного процесса в дидактической компьютерной среде только на методологической основе, отражающей диалектическое единство непрерывного и дискретного, целостного и структурного. Необходимо, чтобы ценностные ориентации в процессе обучения были смещены на развитие и саморазвитие духовно – нравственных качеств личности, ее культуры, интеллигентности. Поскольку культура противостоит некультурности, варварству, дикости, то понятие «культура» характеризует и меру образованности, и степень овладения деятельностью. Кроме того, уровень культуры человека определяется не только тем, что он есть сегодня, но и тем, к чему он стремится. Одна из уникальных характеристик человека с высокой культурой – это способность к непрерывному самообразованию, самовоспитанию и саморазвитию.
Базовым в теории открытого образования является синергетический подход, где главный акцент делается на изучение открытых систем, которые обмениваются энергией и веществом с внешним миром, где система рассматривается с позиций самоуправления, самоорганизации, саморазвития. Поскольку дидактическая компьютерная система не существует без взаимодействия и без обмена информацией со средой, то она по отношению к субъектам образовательного процесса должна рассматриваться как система, стоящая на более низкой иерархической ступени.
Выделив в целостном педагогическом процессе использования компьютерной обучающей среды систему учебных знаний, мы рассматривали взаимодействие элементов как внутри нее, так и с внешними объектами (со средой). В концепции личностно ориентированного образования как системообразующий фактор необходимо четко выделить развитие личности обучаемого. Это придает определенность структуре системы подготовки специалистов в техническом вузе, конкретизирует не только представление о центральном ее элементе – фундаментальной естественно-научной подготовке, но и определяет состав других элементов системы, непосредственно с ним связанных.
В общей системе учебных знаний подсистема фундаментального естественно-научного образования находится на достаточно высоком уровне. Однако проведенный нами анализ конкретизации структуры, свойств и особенностей этой подсистемы, взаимодействия ее элементов позволил определить для студентов инженерных специальностей технического вуза три основных направления, по которым возможен переход ее на более высокий уровень целостности: мотивационно-ориентировочное направление, исполнительское и контрольно-оценочное. Как показывают наши исследования, такой переход можно осуществить двумя путями. Первый состоит в совершенствовании содержательной части отдельных компонентов и формы представления их пользователю, а второй – в установлении дополнительных новых связей между отдельными компонентами системы. Выделение фундаментальной естественно-научной подготовки в качестве центрального элемента системы учебных знаний предопределило направления практической реализации поставленной задачи и позволило установить не только функциональные связи между отдельны ми компонентами системы.
Повышение качества фундаментальной естественно-научной подготовки в общей системе учебных знаний повлекло и его многоплановое воздействие на субъекты и объекты всей педагогической системы и на внешнюю среду. Базовые функции педагогической системы и функциональные связи между отдельными ее компонентами наполняются дополнительным новым содержанием (рис.1), вследствие этого система переходит на более высокий уровень целостности.
Рис.1. Дополнительное содержание функциональных связей между компонентами компьютеризированной педагогической системы.
Индивидуализация и дифференциация обучения с одновременным повышением его эффективности, организация новых форм взаимодействия в процессе обучения, изменение содержания обучения, совершенствование управления образованием – это лишь небольшой перечень влияния, которое оказывает на объекты педагогической системы передача функций центрального элемента системы фундаментальным естественно-научным знаниям. Что касается субъектов этой системы – обучающихся, то изменение за счет компьютеризации процесса познания в направлении фундаментального естественно-научного образования обуславливает формирование способности к моделированию физических явлений, научного стиля исследования объектов, явлений и процессов, то есть формирование способной к самосовершенствованию всесторонне развитой личности. При обучении с использованием компьютера основные коммуникации проходят при невербальном общении, поэтому актуализируются требования герменевтического принципа методологии. Следование этому принципу должно быть направлено на то, чтобы обучаемый понимал смысл изучаемого материала. Герменевтика и переводится, как разъясняю, истолковываю.
Наши исследования и практический опыт работы выявили основные направления повышения качества фундаментальной естественно-научной подготовки современных студентов технического вуза:
- углубление теоретической подготовки,
- формирование материалистического мировоззрения,
- формирование аналитико-синтетического подхода к исследованию закономерностей физических явлений,
- формирование навыков моделирования физических явлений,
- использование методов математической обработки результатов эксперимента,
- развитие навыков автоматизации физического эксперимента,
- приобщение студентов к активному участию в научной работе,
- формирование компьютерной грамотности.
В разработанной нами модели фундаментальной естественно-научной подготовки инженеров в техническом вузе фундаментализация инженерного образования с использованием компьютерной поддержки преподавания кроме мотивационного фактора с учетом приведенной структуры учебных знаний обеспечивается:
- изучением частных факторов , отдельных закономерностей явлений, понятий, теоретических положений, которое осуществляется на базе фундаментальных идей и принципов .
- ориентацией на непрерывное и развивающее обучение при переходе от общей физики к специальным курсам выпускающих кафедр. Четко выраженный когнитивный характер и преемственность показаны на примере применения теории погрешностей к обработке результатов первых работ лабораторного практикума по физике.
- переходом от анализа к синтезу рассматриваемых явлений и их математическому и имитационному моделированию. Это способствует более глубокому пониманию сущности явлений. формированием устойчивых навыков владения средствами и технологией информационной культуры, освоением студентами научных методов экспериментальных исследований.
- результаты лабораторного практикума интерпретируются не только наглядным представлением функциональных зависимостей в виде гистограмм и графиков, описанием с помощью аналитических выражений, но и объяснением закономерностей с привлечением модельных представлений существующих теорий. Например, диодная модель p-n-перехода дает возможность определения количественных соотношений между параметрами прибора как с помощью машинной обработки и метода наименьших квадратов, так и с помощью применения графических экспресс-методов.
Учитывая большую роль мотивационно-ориентировочного направления на начальной стадии обучения физике в вузе, нужно определить формирование познавательного интереса как один из основных путей совершенствования фундаментальной естественно-научной подготовки и повышения творческой активности студентов.
Рис. 2. Концептуальная модель фундаментальной естественно-научной подготовки.
В предложенной модели (рис. 2)лабораторный эксперимент является источником получения знаний и методом обучения , сочетающим наглядность и деятельность Он сводится не только к иллюстрации физических явлений, доказательству научных положений, но и знакомит с методами измерений и применяемыми приборами, дает возможность студенту самому оценить вклад в погрешность различных факторов. При проектировании содержания лабораторного практикума по физике его методологическую основу составили идеи системно-деятельностного подхода – базой воспитательного и образовательного процессов является личная деятельность обучаемого, а функция преподавателя заключается в умении направлять и регулировать эту деятельность в направлении повышения качества фундаментальной естественно-научной подготовки. Определенные таким образом направления повышения качества фундаментальной подготовки реализованы в Воронежском государственном техническом университете на примере курса физики в комплексе компьютерных средств сопровождения учебного процесса
Наши исследования показали, что лабораторный практикум как форма обучения представляет широкие возможности для реализации деятельностного подхода:
- обучаемые объединяются в относительно небольшие группы с близким уровнем знаний и умений,
- в этом случае наиболее естественным образом создается обучающая и воспитывающая среда, которая связана со спецификой данной формы обучения: определенные правила обучения, методика, цели и задачи,
- выполнение лабораторных работ практикума обеспечивает большую самостоятельность обучаемым, практически недоступную в других видах деятельности. В то же время преподаватель в случае необходимости может вмешаться в процесс обучения, осуществить индивидуальный подход к каждому учащемуся,
- среда обучения в таком практикуме отличается наличием не только особого психологического климата, в ней явно реализуется комплекс педагогических, эстетических, технических и других компонентов.
В отличие от традиционной методики мы получили положительный результат при активизации самообразования студентов как за счет современного научного подхода к эксперименту и обработке его результатов, так и за счет тренинга внутренней мотивации путем изменения причинных схем. Расширенная возможность тренировки и самоконтроля в данной предметной области является особенностью данной работы.
Личностно-ориентированный подход в лабораторном практикуме осуществлен на основе многовариантности заданий, системе контекстно зависимой помощи, дружественном интерфейсе. Дифференцированный подход в обучении осуществляется на индивидуальном уровне, когда сам обучающийся, исходя из своих особенностей и возможностей, определяет личную траекторию своего продвижения по теме.
Выработке устойчивого интереса к учебно-исследовательской работе способствует богатый информационно-дидактический инструментарий компьютерных технологий для представления учебного материала. Управление познавательной деятельностью студентов и контроль процесса обучения производится по результатам оперативной диагностики и тестирования.
Программы носят разветвленный характер и алгоритм их прохождения, темп обучения или тренировки зависит от самого обучаемого. В них предусмотрена регистрация как конечных, так и промежуточных результатов, поэтому обучаемый может выполнять работу раздельно во времени. Такой подход применяется на фронтальных лабораторных занятиях для студентов всех специальностей с начала обучения в вузе.
С целью повышения качества фундаментальной естественно-научной подготовки и развития творческих способностей обучаемых нами разработана методика формирования навыков научно-исследовательской деятельности и развития творческой активности студентов в лабораторном физическом практикуме с элементами автоматизации физического эксперимента. Особенностью ее является усиление компонентов репродуктивного и продуктивного типов мышления компонентами творческого мышления (экспериментально-исследовательской деятельностью).
В процессе практической реализации этой методики были решены и эргономические проблемы для обеспечения органичности и удобства взаимодействия человека и машины. Эти проблемы рассмотрены на двух уровнях; прикладном и системном. В первом случае речь идет об эргономических характеристиках человеко-машинного общения, а во втором – об основных идеях и принципах построения и функционирования системы в целом.
Решение проблемы фундаментализации и повышения качества естественно-научной подготовки посредством компьютеризированного лабораторного практикума привело нас к созданию серии программ повышенной сложности, каждая из которых содержит концентрированный теоретический раздел, определяющий базовые понятия и поясняющий суть задачи, лежащие в ее основе закономерности. Затем следует демонстрационный раздел, показывающий в динамике в нужном темпе все фазы процесса. После этого обучаемый получает возможность экспериментировать самостоятельно – компьютерная система превращается в рабочий инструмент, причем не только инструмент математического моделирования, но и в измерительную систему.
Как показали наши исследования, применение в данной методике компьютерной метрологии предоставляет субъектам педагогического процесса и дополнительные дидактические возможности, которые:
- создают у студентов положительную мотивацию, что активизирует учебную деятельность уже на этапе подготовки к лабораторной работе;
- стимулируют самостоятельное изучение реально протекающих физических явлений, и приобщают студентов к экспериментально-исследовательской деятельности.
При измерениях вольтамперных характеристик нелинейных элементов оказывается возможным не только вычислить их параметры, но и объяснить физические процессы, которые приводят к нелинейности зависимостей и применить для объяснения явлений последние достижения квантовой механики.
Все это позволяет закрепить закономерности и выводы зонной теории, связать особенности внутреннего строения и свойств кристаллов с их внешними проявлениями, что значительно повышает как интерес к самостоятельной работе студентов с ЭВМ, так и качество фундаментальной подготовки специалистов.
Самостоятельная работа студентов в таком стиле не только снимает затруднения при восприятии нового материала, но и способствует анализу различных проблемных ситуаций и формированию самостоятельных выводов и обобщений, что увеличивает мотивацию познавательной деятельности при изучении физики.
Использованный автором подход, заключающийся во включении эспериментально-исследовательской работы уже на начальной стадии обучения, хорошо вписывается в решение вопроса о ранней специализации при изучении общеобразовательных дисциплин, поскольку формирует у студента ментальный опыт и такой уровень профессиональной компетентности, который обеспечивает правильное поведение инженера в конкретных ситуациях.
Методика реализована в разработанных алгоритмах и пакетах программ автоматизированных информационных, обучающих и контролирующих модулей, допускающих и внеаудиторную самостоятельную работу студентов по следующим темам курса физики: «Измерение вольтамперной характеристики терморезистора», «Изучение затухания люминесценции», «Исследование релаксационных явлений» и в компьютерном сопровождении темы «Основы зонной теории».
Разработанная программа обеспечивает возможность самоподготовки студентов без участия преподавателя. Статистическая обработка зафиксированных результатов по выполнению отдельных частей программы позволяет преподавателю корректировать самостоятельную деятельность студентов.
В третьей главе «Методика компьютерного сопровождения учебных занятий с элементами автоматизации физического эксперимента и математической обработки результатов» представлена вариативная составляющая дидактической системы совершенствования фундаментальной естественно-научной подготовки инженеров в техническом вузе на примере решения расчетно-графических задач по физике. С учетом установленных методологических и психологических положений формирования познавательной мотивации в компьютерной среде в диссертации детально описана авторская методика повышения качества фундаментальной подготовки при решении расчетно-графических задач на аудиторных практических занятиях и при самоподготовке студентов, раскрыты этапы формирования исследовательских умений и навыков и управления этим процессом.
Предложенная методика четко ориентирована на усиление базовой подготовки по естественно-научным дисциплинам и развитие творческой активности студентов и в отличие от традиционной методики практических занятий по физике включает:
- эвристический подход и дополнение компонентов творческого мышления (экспериментально-исследовательскую работу с графиками),
- воспитание аналитико-синтетического мышления специалиста за счет усиления связей между различными изучаемыми темами учебного плана. При исследовании процессов заряда-разряда конденсатора как отдельного элемента системы, обучаемые познают диалектику общего и частного, обобщают полученные закономерности на процессы релаксации любой системы при переходе ее в равновесное состояние, различные по природе, но имеющие общую сущность и подчиняющиеся одному математическому закону,
- освоение студентами научных методов экспериментальных исследований.
Весь изучаемый материал с учетом системы дидактических показателей, использует третий уровень представления учебного материала – уровень математического описания явлений, который создает возможность количественного прогнозирования результатов физических явлений. Определены дидактические цели и средства для достижения второго или третьего уровня усвоения учебного материала. Элементы содержания учебного курса представляют логически целостный фрагмент этого курса и содержат мультимедийные средства представления информации, дидактические средства управления процессом познания, дидактические средства контроля и стимулирования познавательной деятельности.
Такая методика решения дидактических задач охватывает законченный фрагмент обучения, который включает изложение нового материала, постановку учебной задачи, контроль правильности ее решения и оказание помощи учащимся. Динамика решения рассматриваемых задач описывается на уровне способа действия, учитываются все наиболее существенные для решения этой задачи моменты.
Дальнейшее развитие получил эвристический метод получения знаний при использовании компьютерной обучающей среды в процессе проведения практических занятий по физике. Его особенность в самостоятельном поиске и приобретении знаний, умений, способов деятельности. В отличие от традиционного процесса обучения, обучение с использованием компьютеризированной образовательной среды подразумевает значительно более активную деятельность со стороны обучаемого при решении задач.
Методика реализована в виде пакета прикладных компьютерных программ интенсивного обучения для решения расчетно-графических задач по таким темам курса физики как «Движение тела, брошенного под углом к горизонту», «Затухающие колебания», «Механический резонанс», «Резонанс в колебательном контуре», «Цикл Карно». Во всех этих работах исследуемый график может быть получен двумя разными путями. Первый из них включает измерение конкретной зависимости на реальной установке и машинное построение графика с использованием метода наименьших квадратов. Во втором случае ЭВМ может выдать для обработки студентом один из готовых графиков.
Тот факт, что самые разнообразные явления описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями, позволяет изучать законы этих явлений на каком-либо одном примере. Это особенно важно, когда мы лишены возможности непосредственного восприятия того, что происходит в этом явлении. Использование аналогии позволяет, например, с помощью простейшей электрической схемы для зарядки-разрядки конденсатора изучать в курсе физики студентами всех технических специальностей процессы диффузии, теплопроводности, радиоактивного распада веществ и т.д. При этом поставлена задача не только познакомиться с закономерностями процесса релаксации, но и на конкретном примере научиться измерять параметры системы.
Целый ряд законов физических явлений (законы Ньютона, Гука, Ома и др.) констатирует линейную зависимость одной физической величины от другой. Постоянный математический коэффициент пропорциональности свидетельствует как о постоянстве внутреннего механизма протекания явлений, так и о наличии неизменяющихся внешних условий. Поэтому любые проявления нелинейности требуют всегда дополнительного изучения и понимания сущности изучаемых явлений. Именно на раскрытие глубинного механизма явлений на элементарном уровне направлены экспериментально-исследовательские работы по изучению вольтамперных характеристик диода и терморезистора. И если для исследования полупроводникового диода используются промышленные приборы, то для изучения терморезистора применены разработанные автором миниатюрные приборы на основе нитевидных кристаллов кремния. Это не только усиливает интерес к работе, но и позволяет показать значение и полезные качества новых технических решений.
Как установлено в процессе настоящих исследований, наиболее общими критериями повышения качества фундаментальности образования обучаемых и сформированности научного мировоззрения являются:
- на частнонаучном уровне – степень владения основными современными методами экспериментального исследования, умения ввести новые условия в эксперимент, вычленить из графических данных связь физических величин и т.д. ;
- в общенаучном смысле – уровень экспериментального обоснования общих законов и превращением этих знаний в умения, знакомство с моделированием, аналогией;
- в философском понимании – уровень продвижения обучаемого через все этапы научно-познавательного процесса, что позволяет ему овладеть методологическими знаниями и превратить их в мировоззренческие.
Результатом этой работы является повышение качества учебного процесса. В группах, где преподаватели используют компьютерное сопровождение различных видов занятий по физике, студенты проявляют познавательный интерес, активно участвуют в исследовательской деятельности и научной работе, а качество усвоения учебного материала по результатам экзаменационной сессии не опускается ниже 75 % . Комплекс средств тестирования зафиксировал эффект повышения в среднем на 15% .. 20% успеваемости студентов в группах, использующих компьютерное сопровождение учебного процесса. Кроме того, по темам Погрешности измерений, Электромагнетизм и Основы теории энергетических зон, апробированным на всех специальностях, на 25 % .. 40 % повысилась успеваемость студентов. Исследования эффективности применяемой методики показали уверенное использование полученных знаний при обучении на спецкафедрах, в аспирантуре.
В четвертой главе «М етодика и результаты опытно-экспериментальной работы по проверке эффективности модели фундаментальной естественно-научной подготовки» проанализированы вопросы проектирования учебно-исследовательского измерительного стенда и особенности его программной оболочки. Подробно описаны этапы планирования педагогического эксперимента, назначение заданий (тренировочное, обучающее АОС и т.д.); приведено описание тем и целей их включения, определение количества вопросов в каждой теме и типов заданий.
Рабочими гипотезами исследования послужили следующие положения:
- предполагается, что естественный интерес к компьютеру у обучаемых позволит сформировать первичную мотивацию, а хорошая методическая проработка материала обеспечит формирование устойчивого интереса к повышению уровня базового образования,
- качество фундаментальной подготовки можно повысить, применяя в лабораторном практикуме математическое моделирование для выяснения сущности явлений и методы обработки результатов, которые позволяют количественное прогнозирование явлений,
- автоматизированные методы измерения физических величин с использованием аналого-цифровых преобразователей должны приобщить студентов к научно-исследовательской деятельности и стимулировать развитие творческих способностей,
- создание проблемных ситуаций и условий для преодоления информационных барьеров в процессе обучения с применением компьютерного сопровождения позволит активизировать познавательную деятельность и улучшит условия для самоподготовки и самоконтроля.
Для исследования развития мотивации познавательной деятельности студентов автором разработана оригинальная программная оболочка автоматизированного лабораторного стенда, включающая несколько функционально связанных подсистем (рис.3).
 |
Рис. 3. Программная оболочка лабораторного стенда.
Комплекс автоматизированных обучающих модулей включает использование методов математического моделирования, мультипликацию, средства активного и доброжелательного диалога, а также полное методическое сопровождение.
Все они разработаны на высоком методическом и программном уровне и рассчитаны на современную вычислительную технику с широким использованием ее возможностей. Программные модули и их отдельные части могут быть использованы также и на факультативных занятиях по физике в средней школе.
Разработанный учебно-лабораторный комплекс внедрен в учебный процесс на кафедре физики Воронежского государственного технического университета и используется для обучения студентов всех технических специальностей, а также в ВВШ МВД РФ.
2. В настоящее время в отечественной психологии еще недостаточно экспериментальных данных, касающихся формирования мотивации учебной деятельности учащихся в компьютерной обучающей системе. Студенты по-разному воспринимают и объясняют причины своих неудач при выполнении заданий. Наиболее типичными объяснениями причин неуспешности являются следующие: недостаток способностей, недостаточность усилий, трудность контрольного задания, отсутствие везения. Однако усилие – единственная причина, которая находится под волевым контролем испытуемых, и, следовательно, она образует единственную причинную схему, не формирующую у учащихся неуверенности в себе, в своих возможностях улучшить собственные результаты. Усиление внутренней мотивации учебной деятельности подростков происходит за счет приписывания ими причин своих неуспехов внутреннему, нестабильному, но контролируемому фактору — собственным усилиям. Поэтому в программах тренинга мотивации путем изменения причинных схем предпочтение отдано «усилию» как наиболее оптимальной причине.
При исследовании психолого-педагогического механизма формирования в компьютерной среде мотивации познавательного интереса и возможности ее коррекции в процессе учебно-познавательной деятельности обучаемых цель эксперимента была сформулирована следующим образом: направить существующий интерес молодежи к компьютеру на повышение базового уровня подготовки по естественно-научным дисциплинам в системе компьютерного сопровождения преподавания. Конструктивная гипотеза эксперимента заключается в предположении, что за счет изменения содержания диалога обучаемого с компьютером можно ожидать формирования устойчивой внутренней мотивации и более сознательного и прочного усвоения знаний.
Следовательно, в силу системности педагогического процесса были определены следующие задачи эксперимента :
1) разработать в соответствии с изменившимися требованиями развитую подсистему контекстно зависимой помощи;
2) определить ее влияние на усиление внутренней мотивации учебной деятельности и желание улучшить собственные результаты;
3) показать возможность развития внутренней мотивации.
В исследовании приняли участие более тысячи студентов, из которых отобраны три группы: одна контрольную и две экспериментальные группы. В контрольной группе обучение расчету погрешностей проводилось по традиционной схеме без применения компьютерного сопровождения. В основу был положен традиционный метод преподавания и использовался набор фиксированных домашних заданий, самостоятельных, контрольных работ, при этом на аудиторных занятиях студентам предоставлялась самостоятельность при разработке способов выполнения тех или иных видов работ. В экспериментальных группах Э1 и Э2 использовались автоматизированные модули, но для второй группы Э2 из этих модулей были специально исключены все индивидуально ориентированные фрагменты. В результате проведения эксперимента подтверждена конструктивная гипотеза о возможности формирования внутренней мотивации к достижению результата по причинной схеме «нет результата – нет усилий» (рис.4).
Обозначения групп:
Э1 и Э2 – первая и вторая экспериментальные
К – контрольная группа,
Причинные схемы :
1 – нет усилий,
2 – нет везения,
3 – трудная задача,
4 – нет способностей.
Все данные в процентах.
Рис. 4. Результаты эксперимента по формированию внутренней мотивации
Кроме того, выявлено повышение успеваемости в экспериментальных группах на 0,5 балла (по пятибалльной системе), которое стало возможным не только за счет более тщательной проработки учебного материала на компьютеризированных аудиторных занятиях, но и часто за счет повышения первично полученной оценки на дополнительно проведенных студентами самостоятельных занятиях во внеучебное время в компьютерном классе кафедры физики. До проведения эксперимента на практических занятиях с использованием одинакового набора методик были выявлены субъективные причины неудач, высказанные обучаемыми во всех группах. Было отмечено также развитие у обучаемых основных компонентов информационной культуры.
3. Несмотря на имеющуюся в последнее время вполне справедливую острую критику технологии обучения, основанной преимущественно на работе памяти, обеспечение первого уровня усвоения учебного материала (воспроизведения терминов, конкретных процедур, основных понятий и правил) остается одной из основных проблем обучения.
На стадии тестирования, рассматриваемой в контексте целостной дидактической структуры, происходит установление связей между изучаемыми объектами (явлениями, процессами), выяснение их строения, состава, причинно-следственных зависимостей, т.е. осуществляется операция осмысления, а параллельно с ней - и операция запоминания.
Поэтому в ходе эксперимента была поставлена и вторая задача – разработка путей улучшения этого компонента учебного процесса на основе компьютерной поддержки преподавания. В расчетно-графических задачах студенты ставится перед необходимостью выполнения умственного действия, адекватного соответствующему элементу запоминаемой информации, и выражения его во внешнем плане в виде передачи информации компьютеру, который сравнивает ее с эталоном и выдает сообщение о правильности ответа.
После выполнения всего задания подводятся общие итоги, завершающиеся выставлением оценки. Обучающемуся предоставляется возможность многократного повторного выполнения действий, в которых были допущены ошибки. Создается ситуация, обеспечивающая появление у обучаемого стремления откорректировать неправильные действия (исправить ошибки). Она обеспечивается необходимостью выполнить то же самое задание в другом режиме (контроля), при котором оценка фиксируется компьютером в протоколе работы компьютерного класса кафедры физики.
Эксперимент показал, что компьютеризация существенно улучшает процесс накопления в памяти запаса формул и определений и соответственно облегчает их практическое использование при решении практических задач. А.В. Машуков с сотрудниками также отмечали быстрое и более глубокое усвоение учебного материала при активном внеаудиторном использовании тренировочных программ.
Основные результаты педагогического эксперимента:
- Разработанная автором и внедренная в учебный процесс методика формирования навыков научно-исследовательской деятельности при проведении лабораторного практикума с элементами автоматизации физического эксперимента и математической обработки результатов стимулирует развитие творческой активности студентов и ведет к повышению качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов инженерных специальностей.
- Подтверждено предположение о возможности формирования в компьютерной обучающей среде устойчивой внутренней мотивации самоподготовки за счет тщательной проработки системы контекстно зависимой помощи.
- Авторская методика проведения практических занятий по физике с использованием расчетно-графических задач в компьютерной обучающей среде активно развивает аналитико-синтетические представления сущности рассматриваемых явлений и формирует устойчивые навыки владения средствами и технологией информационной культуры.
По результатам диссертационного исследования сделаны следующие выводы :
1. Практическая реализация в учебном процессе выводов исследования сформулированных в положениях, выносимых на защиту, и заявленных методик свидетельствует о том, что выдвинутые нами гипотезы в целом подтвердились. Важным результатом анализа является вывод о том, что система компьютерного сопровождения преподавания учебного курса, направленная на формирование мотивации к получению фундаментального образования, может стать эффективной системой поддержки саморазвития студентов технического вуза, утверждения их профессионального достоинства.
2. Подтверждена возможность формирования в компьютерной обучающей среде дополнительной мотивации к изменению причины неудач при выполнении заданий по схеме «нет результата – недостаточно усилий» за счет тщательной проработки системы контекстно зависимой помощи.
3. Выделение физики как фундаментальной основы всего цикла естественно-научных дисциплин обусловило основное направление совершенствования системы компьютерной поддержки преподавания физики – единство методологического подхода на протяжении всего курса с позиции внутренней целостности физического знания и физического мышления.
4. На основе методологического интегративного подхода к проблеме конкретизированы направления и условия повышения качества фундаментальной естественно-научной подготовки и развития творческих способностей обучаемых. Методологическое обоснование компьютерной поддержки явилось платформой для реализации в учебном процессе пакетов компьютерных модулей для практических занятий и лабораторного практикума по физике.
5. Показано, что компьютерная метрология развивает творческие способности обучаемых и подготавливает их к исследовательской деятельности. Компьютерное сопровождение учебного курса предполагает активное самообразование студентов, как на аудиторных занятиях, так и в домашних условиях и в режиме удаленного доступа.
Основное содержание диссертации отражено в 75 следующих работах, из которых 8 работ автора опубликовано в научных изданиях, рекомендованных ВАК, и, кроме того, в диссертационной работе использованы 3 авторских свидетельства СССР на изобретения.
Монография, учебные и методическое пособия , методические указания для студентов и преподавателей:
1. Елисеев, В.А. Фундаментальная естественно-научная подготовка в курсе физики средствами информационных технологий [Текст] / В.А. Елисеев // монография – Воронеж–Москва: ИЦ ПКПС, 2004. –176 с. (11 п.л.)
2. Елисеев, В.А. Основы теории энергетических зон, ч. 1 [Текст] / В.А. Елисеев // Методические указания для самостоятельной работы студентов инженерных специальностей всех форм обучения. – Воронеж: изд. ВГТУ, 1996. – 37 с. (2,3 п.л.)
3. Елисеев, В.А. Расчет ошибок измерений [Текст] / В.А.Елисеев // Методическое пособие для студентов 1 курса. – Воронеж: ВПИ, 1990. –16 с. (1,0 п.л.)
4. Елисеев, В.А. Начала теории энергетических зон. Текст] / В.А. Елисеев, В.А. Евсюков, А.А. Долгачев // Учебное пособие – Воронеж: ВПИ, 2000. – 72с. (4,5 п.л., авт. вкл. 30%)
5. Елисеев, В.А. Контрольные задания для слушателей подготовительных курсов, поступающих в Воронежский государственный технический университет [Текст] / В.М. Федоров, П.И. Деркачева, С.А. Антипов, В.С. Железный, В.А. Елисеев, В.В. Ломакин, А.П. Котов, Т.А. Михалева, А.В. Халявина // Метод. пособие. – Воронеж: ВГТУ, 2002. – 71 с . (4,4 п.л., авт. вкл. 20%)
6. Елисеев, В.А. Методические указания по работе студентов в классе программированного контроля знаний студентов. [Текст] / В.А. Елисеев, Г.Г. Акулова, Е.В. Ситникова // Методические указания для студентов – Воронеж: ВПИ, 1979. – 12 с. (0,8 п.л., авт. вкл. 40%)
7. Елисеев, В.А. Методические указания по применению ЭВМ в лабораторном практикуме по физике [Текст] / В.А. Елисеев, В.А. Евсюков // Методические указания для студентов и преподавателей – Воронеж: ВПИ, 1987. – 16 с. (1,0 п.л., авт. вкл. 50%)
8. Елисеев, В.А. Описание алгоритмов машинной обработки результатов лабораторных работ по физике и некоторые особенности программирования на языке BASIC [Текст] / В.А. Елисеев, В.А. Евсюков, Е.В. Шведов // Учебное пособие – Воронеж: ВПИ, 1987. – 16 с. (1,0 п.л., авт. вкл. 60%)
9. Елисеев, В.А. Механика, механические колебания и волны, электростатика [Текст] / А.И. Дрожжин, А.Г. Москаленко, В.А. Елисеев, И.А. Сафонов, А.П. Ермаков, А.А. Долгачев, // Методические указания для студентов – Воронеж: ВПИ, 1995. – 93 с. (6, 0 п.л., авт. вкл. 20%)
10. Елисеев, В.А. Лабораторный практикум по физике, ч.2. Колебания и волны [Текст] / А.С. Соловьев, В.Д. Жуков, Н.К. Седых, Ю.В. Спичкин, В.А. Елисеев // Методические указания к лабораторным работам – Воронеж: ВВШ МВД России, 1995. – 42 с. (2,7 п.л., авт. вкл. 20%)
11. Елисеев, В.А. Методическое пособие для слушателей подготовительных курсов [Текст] / В.М. Федоров, В.П. Чумарный, В.А. Елисеев и др. // Методическое пособие – Воронеж: ВГТУ, 2003 – 62 с.(3,9 п.л., авт. вкл. 60%)
12. Елисеев, В.А. Пособие для подготовки к централизованному тестированию и вступительным экзаменам в ВГТУ [Текст] / В.А. Елисеев, Б.Г. Суходолов, В.М. Федоров // Физика, методическое пособие – Воронеж: ВГТУ, 2005. – 116 с. (7,2 п.л., авт. вкл. 50%)
13. Елисеев, В.А. Вводный курс физики [Текст] / В.А. Елисеев, В.М. Федоров, В.П. Чумарный // Учебное пособие – Воронеж: ВГТУ, 2006. – 94 с. (5,9 п.л., авт. вкл. 60%)
Статьи, материалы конференций:
14. Елисеев, В.А. Машина для контроля успеваемости [Текст] / В.А. Елисеев, С.А. Аммер, О.С. Елисеева // Вопросы научной организации учебного процесса в высшей школе – Воронеж: ВПИ, 1974. (2,0 п.л., авт. вкл. 40%)
15. Елисеев, В.А. Датчик температуры на основе нитевидных кристаллов кремния [Текст] / В.А. Елисеев, С.А. Аммер, В.Н. Сарыкалин // Вопросы ФТТ – вып.3. – Воронеж: ВПИ, 1973. (0,3 п.л., авт. вкл. 40%)
16. Елисеев, В.А. Особенности тепловой релаксации в нитевидных кристаллах [Текст] / В.А. Елисеев, В.Н. Сарыкалин // Сб. докл. Всесоюзной конференции по механизмам релаксации – Воронеж: ВГТУ, 1980. (0,5 п.л., авт. вкл. 50%)
17. Елисеев, В.А. Автоматизированная система обучения по теме “Расчет ошибок измерений на примере определения объема цилиндра” [Текст] / В.А. Елисеев // Каталог программно-методических средств для персональных ЭВМ – Таганрог, 1988. (0,1 п.л.)
18. Елисеев, В.А. Компьютерная составляющая технологии обучения [Текст] / В.А. Елисеев // Труды республиканской научно-практической конференции “Проблемы современных технологий обучения и развития умственной активности студентов и школьников” – Воронеж: ВПИ, 1994.– с 44. (0,4 п.л.)
19. Елисеев, В.А. Применение методов математического моделирования и автоматизированных обучающих модулей для активизации самостоятельной работы студентов при изучении физики [Текст] // научно-методический отчет ВорГТУ, рук.- В.А. Елисеев, инв. № МО-МКП НТО-КЦ-97-023(262) –М. – 1997. – 13с. (0,7 п.л.)
20. Елисеев, В.А. Разработка методов усиления мотивации познавательной деятельности студентов и интенсификации их подготовки за счет применения компьютерных средств в физическом практикуме [Текст] // научно-методический отчет ВорГТУ, рук.- В.А. Елисеев, инв. № МО-МКП НТО-КЦ-97-022(261) – М., 1997. – 14 с. (0,7 п.л.)
21. Елисеев, В.А. Автоматизация процедур организации учебного процесса на базе наукоемких технологий образования [Текст] / В.М. Питолин, В.А. Елисеев, Э.Д. Поликарпов // Труды всероссийской конференции “Интеллектуальные информационные системы” – Воронеж,:ВПИ, 1999. – с.83-84. (0,2 п.л., авт. вкл. 30%)
22. Елисеев, В.А. Особенности компьютерного физического практикума в системе наукоемких технологий образования [Текст] / В.А. Елисеев, Э.Д. Поликарпов, В.А. Евсюков, А.А. Долгачев // Сборник научных трудов «Наукоемкие технологии образования» –М., 1999. (0,2 п.л., авт. вкл. 30%)
23. Елисеев, В.А. Методологические аспекта постановки курса физики для улучшения качества фундаментальной подготовки в системе непрерывного образования [Текст] / С.А. Антипов, З.Д. Жуковская, О.В. Горбова, В.А. Елисеев, В.Р. Петренко , В.М. Федоров // Материалы 6 международной конференции “Современные технологии обучения” –СпБ, 2000. – с. 240-242. (0,2 п.л., авт. вкл. 30%)
24. Елисеев, В.А. Современный компьютерный практикум в системе фундаментального естественно-научного образования [Текст] / В.А. Елисеев, В.А. Евсюков, А.А. Долгачев // Материалы 6 международной конференции “Современные технологии обучения” – Санкт-Петербург, 2000. (0,2 п.л., авт. вкл. 40%)
25. Елисеев, В.А. Компьютерные демонстрации по основам теории энергетических зон [Текст] / В.А. Елисеев, А.А. Долгачев // Материалы 2 всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии в управлении и учебном процессе ВУЗа» – Владивосток, 2001. – с. 76. (0,2 п.л., авт. вкл. 50%)
26. Елисеев, В.А. Методологические аспекты применения компьютерных технологий при изучении физики в вузе [Текст] / В.А. Елисеев, Т.Л. Тураева, Долгачёв А.А., Н.В. Солодилова // Материалы 3 всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии в управлении и учебном процессе ВУЗа» – Владивосток, 2002. (0,2 п.л., авт. вкл. 40%)
27. Елисеев, В.А. Организация компьютерного сопровождения курса физики в системе фундаментального образования [Текст] / В.А. Елисеев, З.Д. Жуковская // Девятый симпозиум: квалиметрия человека и образования. – М., 2000. – с.2126. (0,4 п.л., авт. вкл. 60%)
28. Елисеев, В.А. Фундаментальная компонента учебных знаний в компьютерной обучающей среде [Текст] / В.А. Елисеев // Материалы международной конференции «Проблемы интеллектуализации образования». – Воронеж-Москва, 2002 – с. 6064. (0,3 п.л.)
29. Елисеев, В.А. Исследование релаксационных процессов в курсе физики технических вузов [Текст] / В.А. Елисеев, Т.Л. Тураева, А.А. Долгачев // Материалы международной конференции «Проблемы интеллектуализации образования» – Воронеж-Москва, 2002. – с. 143. (0,1 п.л., авт. вкл. 50%)
30. Елисеев, В.А. Применение компьютерных технологий при изучении физики в ВГТУ [Текст] / В.А. Елисеев, Т.Л. Тураева, А.А. Долгачев, Н.В. Солодилова // материалы международной конференции «Проблемы интеллектуализации образования». – Воронеж-Москва, 2002. – с. 144. (0,1 п.л., авт. вкл. 40%)
31. Елисеев, В.А. Комплексная компьютерная обучающая система фундаментальной естественно-научной подготовки современных инженеров [Текст] / В.А. Елисеев, З.Д. Жуковская // тр. XI международной научно-методической конференции «Наукоемкие технологии образования». –Москва–Таганрог, 2003. – с. 40-43 (0,2 п.л., авт. вкл. 50%)
32. Елисеев, В.А. Использование метода аналогии и моделирования в измерительных обучающих комплексах [Текст] / В.А. Елисеев, А.А. Долгачев, В.М. Федоров, О.В. Берлева, В.К. Власов, С.Г. Меркулов // Сб. трудов XI международной научно-методической конференции «Наукоемкие технологии образования» – Москва–Таганрог, 2003. – с. 57-60 (0,2 п.л., авт. вкл. 40%)
33. Елисеев, В.А. Функции компьютерной обучающей среды в системе непрерывного образования [Текст] / В.А. Елисеев // сб. трудов международной научно-практической конференции «Система непрерывного профессионального образования на базе университетских комплексов - СНО 2004» – Воронеж, 2004. – с. 285-290 (0,3 п.л.)
34. Елисеев, В.А. Определение скорости пули методом баллистического маятника [Текст] / В.А. Елисеев, О.А. Шестаков, Н.В. Солодилова // Описание программы № 50200401005. // Государственный фонд алгоритмов и программ, Областной центр новых информационных технологий при ВГТУ: Алгоритмы и программы – ВНТИЦ, Информационный бюллетень № 3 – М., 2005. – с. 51. (0,05 п.л., авт. вкл. 50%)
35. Елисеев, В.А. Определение момента инерции тела методом трифилярного подвеса [Текст] / В.А. Елисеев, О.А. Шестаков, Н.В. Солодилова // Описание программы № 50200401006 – Государственный фонд алгоритмов и программ, Алгоритмы и программы – ВНТИЦ, Областной центр новых информационных технологий при ВГТУ // Информационный бюллетень № 3 – Москва, 2005. – с. 51. (0,05 п.л., авт. вкл. 50%)
36. Елисеев, В.А. Квантовая физика. Изучение внешнего фотоэффекта [Текст] / В.А. Елисеев, О.В. Мячина, Л.В. Китаева //Описание программы № 50200500610 – Государственный фонд алгоритмов и программ – М., 2006. (0,05 п.л., авт. вкл. 50%)
37. Елисеев, В.А. Программный комплекс довузовского тестирования знаний абитуриентов в дистанционном обучении [Текст] / В.М. Федоров, С.А. Карпушин, В.А Елисеев // сб. тр. XI всероссийской научно-методической конф. «ТЕЛЕМАТИКА’2004» – СПб , 2004. – с.232. (0,1 п.л., авт. вкл. 50%)
38. Елисеев, В.А. Компьютерные средства для фундаментальной естественно-научной подготовки инженеров [Текст] / В.А Елисеев // Материалы пятой научн.-метод. конф. «Информатика: проблемы, методология, технологии» – Воронеж: ВГУ , 2005. – с. 109-113. (0,3 п.л.)
39. Елисеев, В.А. Формирование мировоззренческой культуры личности в компьютерном практикуме [Текст] / В.А. Елисеев // Преподавание философии в вузе: проблемы, цели, тенденции: Сб. статей Всероссийской научно-методической конференции / Под ред. А.М. Арзамасцева. – Магнитогорск: МГТУ, 2005. – с. 267-272. (0,5 п.л.)
40. Елисеев, В.А. Фундаментальная естественно-научная подготовка бакалавров средствами компьютерных технологий [Текст] / В.А. Елисеев // Материалы международной научно-практической и отчетно-выборной конференции «Информатизация образования – 2005» – Елец , 2005. (0,5 п.л.)
41. Елисеев, В.А. Формирование научного мировоззрения в компьютерной обучающей среде [Текст] / В.А. Елисеев // Материалы восьмой международной конференции Физика в системе современного образования (ФССО–05)– СПб , 2005. –с. 535-538. (0,2 п.л.)
42. Елисеев, В.А. Модель фундаментальной естественно-научной подготовки бакалавров и ее реализация средствами компьютерных технологий [Текст] / В.А. Елисеев, В.М. Федоров // Материалы XI Международной научно-методической конференции «Качество образования: менеджмент, достижения, проблемы» (EQ-2005)» –Новосибирск : НГТУ , 2005. – с 430-433. (0,2 п.л., авт. вкл. 60%)
43. Елисеев, В.А. Реализация средствами компьютерных технологий модели фундаментальной естественно-научной подготовки в курсе физики технического ВУЗа [Текст] / В.А. Елисеев, В.М. Федоров // материалы всероссийской научно-методической конференции «Открытое образование и информационные технологии», приложение к журналу «Открытое образование» – Пенза : ИИЦ ПГУ, 2005. – с. 86-90 (0,2 п.л., авт. вкл. 60%)
44. Елисеев, В.А. Повышение качества образования за счет фундаментализации физического практикума [Текст] / В.А. Елисеев, В.М. Федоров // Материалы III всероссийского научно-практического семинара «Автоматизированные системы управления учебным процессом в ВУЗе: опыт, проблемы, возможности» – Шахты : ЮРГУЭС, 2005. – с. 15-17. (0,2 п.л., авт. вкл. 60%)
45. Елисеев, В.А. Компьютер на практических занятиях по физике [Текст] / В.А. Елисеев // Материалы VII региональная научно-методическая конференция «Управление образовательным процессом в современном вузе». – Красноярск : КГПУ, 2006. –с. 185-186 (0,1 п.л.)
46. Елисеев, В.А. Комплексная реализация задач информационных технологий непрерывного обучения в техническом вузе [Текст] / В.А. Елисеев, В.М. Федоров, Л.В. Китаева // Образование и виртуальность–2006. // сб. научных трудов по материалам 10 международной конференции украинской ассоциации дистанционного образования – Харьков-Ялта: УАДО , 2006. – с. 173-177 (0,3 п.л., авт. вкл. 50%)
47. Елисеев, В.А. Фундаментальная подготовка по естественно-научным дисциплинам и критерии ее становления в структурах довузовского обучения [Текст] / В.М. Федоров, В.А. Елисеев, А.А. Долгачев, О.В. Берлева // Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы оценки образовательных достижения учащихся 10-11 классов и контроль качества образования в структурах довузовской подготовки. – Сочи-Москва: Уникум-Центр, 2006. – с. 67-71 (0,3 п.л., авт. вкл. 50%)
48. Елисеев, В.А. Квантовая физика, Описание программы [Текст] / В.А. Елисеев, Л.В. Китаева, О.В. Мячина // Информационный бюллетень федерального агентства по науке и инновациям – № 2 – 2006. – с.58. (0,05 п.л., авт. вкл. 50%)
49. Елисеев, В.А. Мотивационная функция контекстной помощи в компьютерной обучающей среде [Текст] / В.А. Елисеев // Сборник материалов четвертой международной научно - методической конференции «Новые образовательные технологии в вузе» – Екатеринбург: УрГПУ, 2007. – с. 185-189 (0,3 п.л.)
50. Елисеев, В.А. Фундаментальное естественно-научное образование в компьютерной среде [Текст] / В.А. Елисеев // Материалов международной научной конференции «Современное открытое образовательное пространство: проблемы и перспективы» – Екатеринбург : Уральское издательство, 2007. – с. 106-109 (0,3 п.л.)
51. Елисеев, В.А. Формирование внутренней мотивации учебной деятельности в компьютерном физическом практикуме [Текст] / В.А. Елисеев // Материалы девятой международной конференции Физика в системе современного образования (ФССО–07) –т.2 –СПб, 2007. – с. 240-244. (0,3 п.л.)
52. Елисеев, В.А. Использование многотерминального BASICа при выполнении фронтальных лабораторных работ [Текст] / В.А. Елисеев, Е.В. Ситникова, С.В. Коватев // Тез. научн.-практ. конф. Психолого-педагогические проблемы развития познавательной деятельности. –Воронеж : ВПИ, 1987. (0,1 п.л., авт. вкл. 50%)
53. Елисеев, В.А. Использование микроЭВМ «Электроника-60» при решении задач слушателями подготовительного отделения [Текст] / В.А. Елисеев, И.Д. Юрина // сб. тез. докл. конф. «Организация самостоятельной работы слушателей подготовительного отделения» – Воронеж : ВГТУ, 1989. – С. 52 . (0,1 п.л., авт. вкл. 50%)
54. Елисеев, В.А. Компьютеризация учебного процесса в курсе физики [Текст] / В.А. Елисеев, А.Г. Москаленко // сб. тез. докл. международной конференции «Проблемы качества образования» – Уфа, 1993. (0,2 п.л., авт. вкл. 50%)
55. Елисеев, В.А. Компьютерное сопровождение курса физики [Текст] / В.А. Елисеев, А.Г. Москаленко, М.Н. Гаршина // Тез. докл. Международной конференции «Современный физический практикум» –М: Издательский дом МФО, 1993. – с. 109-110 (0,1 п.л., авт. вкл. 40%)
56. Елисеев, В.А. Компьютерный практикум по волновым свойствам микрочастиц [Текст] / А.Г. Москаленко, В.А. Елисеев, Н.В Солодилова // Тез. докл. Международной конференции «Современный физический практикум» –М: Издательский дом МФО, 1993. – с. 107-108. (0,1 п.л., авт. вкл. 40%)
57. Елисеев, В.А. Работа с графиками на практических занятиях по физике [Текст] / В.А. Елисеев // Тезисы докладов 3 всероссийского (с участием стран СНГ) совещания-семинара “Применение средств вычислительной техники в учебном процессе кафедр физики, высшей и прикладной математики” –ч.1 – Ульяновск, 1995. – с. 60-61 (0,1 п.л.)
58. Елисеев, В.А. Расчетно-графические задачи в компьютерном практикуме по физике [Текст] / В.А. Елисеев // сб. тез. докл. III конференции стран Содружества “Современный физический практикум” – М. : Издательский дом МФО, 1995 г. – с.180- 182. (0,1 п.л.)
59. Елисеев, В.А. Компьютерное сопровождение темы “Неравновесное излучение” [Текст] / В.А. Елисеев // сб. тез. докл. IV учебно-методической конференции стран Содружества “Современный физический практикум” – Челябинск-М. : Издательский дом МФО, 1997. – с.184-186 (0,1 п.л.)
60. Елисеев, В.А. Базовое образование в компьютерном физическом практикуме [Текст] / В.А. Елисеев, В.А. Евсюков, // сб. тез. докл. V учебно-методической конференции стран СНГ “Современный физический практикум” –Новороссийск-М: Издательский дом МФО, 1998 г. – с.175-176 (0,1 п.л., авт. вкл. 50%)
61. Елисеев, В.А. Физический практикум по основам теории энергетических зон [Текст] / В.А. Елисеев, В.А. Евсюков, А.А. Долгачев // Сб. тез. докл. VI учебно-методической конференции стран Содружества, “Современный физический практикум” – Самара-М: Издательский дом МФО, 2000. – с.87-88 (0,1 п.л., авт. вкл. 50%)
62. Елисеев, В.А. Исследование процессов релаксации в физическом практикуме [Текст] / В.А. Елисеев, Т.Л. Тураева // Сб. тез. докл. VII учебно-методической конференции стран Содружества, “Современный физический практикум” – СПб-М: Издательский дом МФО, 2002. – с.126-128 (0,2 п.л., авт. вкл. 50%)
63. Елисеев, В.А. Современный компьютерный практикум в системе фундаментального образования [Текст] / В.А. Елисеев, А.А. Долгачев, В.М. Федоров // сб. тез. конф. “Новые информационные технологии в университетском образовании” – Новосибирск, 2001. (0,1 п.л., авт. вкл. 40%)
64. Елисеев, В.А. Исследование процессов заряда и разряда конденсатора [Текст] / А.Н. Чупеев, П.В. Грысь, В.А. Елисеев // сб. тез. региональной конф. «Шаг в будущее» – ч.1 – Воронеж: ВГТУ, 2002. – с. 41-42. (0,1 п.л., авт. вкл. 40%)
Статьи из перечня рецензируемых научных издания и журналов, рекомендованных ВАК, и авторские свидетельства на изобретения:
65. Елисеев, В.А. Датчики температуры на основе нитевидных кристаллов кремния [Текст] / С.А. Аммер, В.А. Елисеев, А.Ф. Татаренков, А.А. Щетинин // ПТЭ –1974. –№ 4. – с.202 (1,0 п.л., авт. вкл. 30%)
66. Елисеев, В.А. Термоанемометры на основе НК кремния [Текст] / В.А. Елисеев, С.А. Аммер, О.С. Елисеева, В.Н. Сарыкалин // ПТЭ. –1976. – № 6. –с. 205 (0,7 п.л., авт. вкл. 40%)
67. Елисеев, В.А. Нитевидные кристаллы в микроэлектронике [Текст] / Постников В.С., Аммер С.А., В.А. Елисеев // Микроэлектроника –1976. – т.5 – вып.3 – с. 283 (2,5 п.л., авт. вкл. 40%)
68. Елисеев, В.А. Преобразователь линейных перемещений [Текст] / В.А. Елисеев, В.Н. Сарыкалин, Н.В. Трещалина // Авторское свидетельство СССР № 1125466
69. Елисеев, В.А. Установка для измерения внутреннего трения [Текст] / В.А. Елисеев, В.А. Юрьев // Авторское свидетельство СССР № 896515
70. Елисеев, В.А. Термоанемометр [Текст] / В.С. Постников, С.А. Аммер, В.А. Елисеев, О.С. Елисеева // Авторское свидетельство СССР № 46821.
71. Елисеев, В.А. Комплексное компьютерное сопровождение изучения основ теории энергетических зон в курсе физики [Текст] / В.М. Иевлев, В.А. Елисеев, А.А. Долгачев // Физическое образование в ВУЗах. – т.7 – №4 – М., 2001. – с.120127. (0,5 п.л., авт. вкл. 50%)
72. Елисеев, В.А. Психологические особенности мотивации учебной деятельности студентов в компьютерной обучающей среде [Текст] / В.А. Елисеев // «Системный анализ и управление в биомедицинских системах» –М., 2002. – т.1 – №3 – с. 300. (0,2 п.л.)
73. Елисеев, В.А. Функции управления учебной деятельностью в компьютерной обучающей системе [Текст] / В.А. Елисеев // «Системный анализ и управление в биомедицинских системах» –М., 2002. – т.1 – №3, – с. 303-305. (0,2 п.л.)
74. Елисеев, В.А. Педагогическая система фундаментального естественно-научного образования в компьютерной среде [Текст] / В.А. Елисеев // «Системный анализ и управление в биомедицинских системах» –М., 2006. – т.5 – №4 – с. 897- 900. (0,4 п.л.)
75. Елисеев, В. А. Формирование внутренней мотивации учебной деятельности в компьютерной обучающей системе [Текст]: / В.А. Елисеев // «Системный анализ и управление в биомедицинских системах» –2006,– т.5,– №4, –с. 901-904.