Открытые электронные учебные модули по физике

Гомулина Н.Н.
кандидат педагогических наук
gomulina@orc.ru

Количество электронных образовательных ресурсов по физике и астрономии на CD увеличивается исключительно быстро, в то же время телекоммуникационные технологии обучения развиваются не столь интенсивно. Открытые электронные учебные модули (ЭУМ) были созданы для Федерального образовательного портала ФЦИОР http://fcior.edu.ru и являются мультимедийными электронными образовательными ресурсами (ЭОР) нового поколения для основной, старшей и профильной школы. Все модули распространяются бесплатно и созданы по заказу Федерального агентства по образованию Министерства образования и науки компанией «ФИЗИКОН».

Модули поддерживают стандарт SCORM 2004, являющимся признанным во всем мире стандартом в сфере дистанционного обучения (e-learning), важнейшими особенностями которого являются: доступность (отсутствие необходимости установки специфического программного обеспечения), расширяемость (возможность наращивания функциональности системы), масштабируемость (неограниченное увеличение числа пользователей, одновременно работающих с системой), адаптируемость (индивидуальная настройка параметров процесса обучения под пользователя, выдача статистической и рекомендательной информации по прохождению обучения, модульная поставка системы), гибкость при использовании в различных контекстах (повторное использование объектов).

Модули по своему назначению делятся на:

  • 1. ЭУМ типа И для получения информации;
  • 2. ЭУМ типа П для поддержки практической деятельности учащихся, для обучения учащихся, для самостоятельной подготовки учащихся.
  • 3. ЭУМ типа К для контроля знаний и аттестации учащихся.

Создано примерно 1300 модулей по физическим темам, входящих в состав модулей по предметам «Физика» и «Естествознание». Поэтому по одной теме созданы несколько как информационных модулей, так и модулей практики и контроля, разных по уровню сложности и интерактивности, рассчитанных на разный возраст учащихся, разную степень сложности. В таблице 1 указано распределение модулей по степени интерактивности.

Исследование проблемы эффективности применения позволило автору сформулировать концепцию содержания учебных модулей по физике. Основными концептуальными идеями являются:

  • Построение ЭУМ по уровням интерактивности (условно-пассивный, активный, деятельностный, исследовательский).
  • Методика построения ЭУМ по физике должна обеспечивать самостоятельную работу учащихся и обеспечивать индивидуальный подход.
  • Возможность автоматизированного контроля знаний, умений и навыков с помощью параметризованных электронных модулей.

Таблица 1

Уровень интерактивности Описание Доля от общего количества ЭУМ
I Условно-пассивный Чтение текста, просмотр графики и видео, прослушивание звука 10-30%
II Активный Навигация по гиперссылкам, просмотр трехмерных объектов, задания на выбор варианта ответа и другие простейшие формы 45-80%
III Деятельностный Задание на ввод численного ответа, перемещение и совмещение объектов, работа с интерактивными моделями 10-25%
IV Исследовательский Работа с виртуальными лабораториями До 5%

Все информационные ЭУМ И имеют одинаковую структуру:

  • 1. Теоретическая часть (рис.1, 2 и 3).
  • 2. Вопросы к модулю (рис. 4).
  • 3. Краткий конспект (рис 5).

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Примерно 30% всех модулей П и К, содержащие тестовые задания, параметризовано. Параметризация - одна из уникальных особенностей электронных учебных модулей. Были разработаны различные варианты параметризации заданий ЭУМ:

  • Варьирование численных значений в задачах, которые будут новыми при каждом открытии модуля.
  • Перемешивание дистракторов (вариантов ответов на тестовые задания).
  • Изменение рисунков в задачах, меняющих принципиально ее решение, например, брусок, кирпич, мяч, пуля.
  • Изменение рисунков в заданиях по проверке знаний изображений оборудования, приборов, структуры процессов, сортировку.
  • Подстановка совершенно других заданий.

Параметризация позволяет создавать до 1 млн. вариантов некоторых модулей К и П. Параметризация позволяет создавать уникальные контрольные работы учителям, распечатывать модули и выдавать их в печатном виде, учитель в этом случае распечатывает решение и ответ, который оставляет себе для обычной проверки. Можно организовывать работу с модулями непосредственно в компьютерных классах, тогда учитель пользуется электронным журналом, в котором регистрируются ответы учащихся, время выполнения задания и даже число попыток (рис. 6). Поэтому можно говорить об ЭУМ - как «генераторе» контрольных и самостоятельных заданий по физике (на рис.7 показано перемешивание дистракторов).

Рис. 6

Рис. 7

Созданные тестовые задания имеют не только простейший вид, когда предлагается выбрать один верный вариант ответа из четырёх предложенных. По техническому заданию созданные электронные модули делятся на:

  • 1. Простое тестовое задание (аналогичны тестовым заданиям части А для ЕГЭ), содержащее выбор одного варианта ответа (singleChoice) из предложенных четырех.
  • 2. Простое тестовое задание, содержащее выбор одного варианта ответа (singleChoice) из предложенных пяти-шести вариантов.
  • 3. Тестовое задание, предлагающее для анализа два суждения по одной теме, требующие выбора одной из 4-х приведенных оценок.
  • 4. Тестовое задание на выбор нескольких вариантов верных ответов (multiChoice).
  • 5. Тестовое задание на заполнение пропусков (insert).
  • 6. Тестовое задание на сортировку (sorting) при установлении правильного порядка по определённому критерию (как правило, возрастанию или убыванию).
  • 7. Тестовое задание на классификацию (classification) при установлении соответствия между двумя типами объектов (текст или изображение), а также распределение однородных (4-10) объектов по (2-4) группам.
  • 8. Тестовое задание на указание объекта (hotspot) при проверке знания изображения (устройства приборов, структуры процессов, явлений и т.д.).
  • 9. Тестовое задание на перемещение объектов (dnd) при проверке знания устройства приборов и приспособлений, структуры процессов, явлений.

Электронные учебные модули практики П могут включать кроме тестов с вариантами подсказок и подробными правильными решениями практические учебные задания, лабораторные работы, игровые модули (рис. 8 - 10). Модули контроля кроме обычных тестов могут содержать контрольные задания эвристического характера, контрольные задания проблемно-поискового, исследовательского и творческого характера.

Рис. 8

Рис. 9

Рис. 10

Пример практического модуля с заданиями творческого исследовательского характера - модуль П «Направление кулоновских сил» приведен на рис.11. и рис.12. Учащийся переносит по собственному выбору разноименные заряды и получает различные варианты направления кулоновской силы, действующей на центральный положительный заряд, помещенный в центр квадрата.

Рис. 11

Рис. 12

Положительные моменты. На портале ФЦИОР можно также найти методические рекомендации по применению модулей, примеры моделей уроков.

Отрицательные моменты. Все модули могут работать только в особом плеере, что делает невозможным тематический поиск с помощью поисковых машин Интернет. Все модули описаны по содержимому рубрик, к сожалению, в настоящее время фильтры практически не работают. Например, на запрос: «модуль практических занятий» ответ - «модулей не найдено».

После специального обучения 39% учителей физики начинают использовать ЭУМ в образовательном процессе. В каком качестве рекомендуют учителя использовать данные электронные образовательные ресурсы? Большая часть учителей рекомендует использовать данные модули для самостоятельной работы учащихся, в рамках индивидуального обучения, сочетания индивидуальной и групповой работы с учащимися при консультациях, в процессе подготовки учащихся к тестированию и экзаменов в форме ЕГЭ. Некоторые модули могут быть использованы в системе дополнительного образования (например, модуль сила Кориолиса, рис. 13 - 14), при подготовке к конкурсам и олимпиадам, в предметных элективных курсах и факультативах.

Рис. 13

Рис. 14

Какие возможности предусмотрены по применению данных модулей? Предполагается, что электронные учебные модули могут использоваться учащимися в классе на уроках (с учителем); вне уроков (в системе дополнительного образования, дистанционном обучении при работе над проектами и при подготовке к различной аттестации); дома (при подготовке к урокам, аттестации, олимпиадам и др. мероприятиям по предмету самостоятельно). Тем самым с помощью электронных образовательных модулей нового поколения можно реально осуществить индивидуализацию учебной деятельности обучаемых по разным образовательным траекториям, оптимизировать учебный процесс на основе эффективности применения ИКТ.

Использование электронных образовательных модулей способствуют интенсификации учебного процесса и более оптимальному применению информационных технологий.