Диссертация (972008), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Большое значение следует придавать использованию современныхинформационно-коммуникационных технологий: средствам и возможностям сетиИнтернет, ресурсам интерактивной доски, компьютерномумоделированию ивизуализации процессов нанотехнологии. В результате применения данных ИКТстудентами на более высоком уровне могут быть усвоены физические принципыработынаноустройств,можетосуществлятьсятворческийподходприконструировании и моделировании объектов на основе знания фундаментальныхфизических теорий.8. Диагностика успешности применения методики подготовки студентовфизиков-будущих учителейв области нанотехнологии в профессиональномцикле дисциплин должна осуществляться поэтапно в течение всего процессаобучениястудентовпервоначальноеввузетестированиесприменениемуровнязнанийтакихиинструментов,интересаккакобластинанотехнологии, контрольные работы, проектно-исследовательские работы вобласти нанотехнологиии, итоговый тест усвоения понятий нанотехнологии врамках спецкурса, презентации творческих заданий, выступления, защитыпроектов и итогового анкетирования.96ГЛАВА 3.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВАНИЯ МЕТОДИКИПОДГОТОВКИ БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ В ОБЛАСТИНАНОТЕХНОЛОГИИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ЦИКЛЕДИСЦИПЛИН3.1Общая характеристика педагогического экспериментаПедагогический эксперимент, посвящённый проблеме диссертационногоисследования приподготовки студентов педагогических вузовв областинанотехнологии проходил с 2013 по 2018 год. Всего в нем участвовало 33преподавателя и более 300 студентов городов: Уссурийск, Пенза, Рязань, Калуга,Грозный. Общая характеристика педагогического эксперимента представлена втаблице 8.Таблица 8.Общая характеристика педагогического экспериментаОбучающийэкспериментПоисковыйэкспериментКонстатирующийэкспериментЭтап ГодыУчастникиы 2012- Преподаватели курса общей физики школыпедагогики Дальневосточного Федерального2013 Университета, студенты Школы педагогикигг.ДВФУ2014- Дальневосточный Федеральный Университет,Чеченский государственный педагогический2016 университет, Пензенский государственныйгг.университет,РязанскийпедагогическийУниверситет, Калужский государственныйУниверситет им.

К.Э. Циолковского2017- Дальневосточный Федеральный Университет,Чеченский государственный педагогический2018 университет, Пензенский государственныйгг.университет, Рязанский педагогическийУниверситет, Калужский государственныйУниверситет им. К.Э. Циолковского97ЦелиИзучениесостоянияпроблемыформированиянанотехнологическихпредставлений и интереса кобласти «Нанотехнология»Разработка, отработка икорректировкаметодикиподготовкистудентовпедагогических вузов вобласти нанотехнологииПроверить справедливостьгипотезы исследования.Результатыконстатирующегоэтапапедагогическогоэкспериментапредставлены в первой главе.

Результаты констатирующего эксперимента показаликачествознанийстудентовпедвузовизобласти«Нанотехнология»/Констатирующий эксперимент внес вклад в изучение состояния проблемыформирования нанотехнологических представлений унанотехнологииинаегоосновебыластудентов в областисформулированагипотезадиссертационного исследования.Напоисковомэтапеосуществляласьразработка,отработкаикорректировка методики подготовки студентов педагогических вузов в областинанотехнологии.В процессе обучающего эксперимента проверялась гипотеза исследованияна базе педагогических университетов городов: Уссурийск, Пенза, Рязань, Калуга,Грозный.3.2 Поисковый этап педагогического экспериментаВ процессе поискового этапа педагогического эксперимента осуществлялсяпоиск возможных путей включения понятий и представлений из областинанотехнологии в образовательную среду ВУЗа при подготовке будущихучителей физики.

Необходимо было проанализировать программу обучениястудентовнапредметвключенийпонятийипринциповизобластинанотехнологии таким образом, чтобы найти оптимальный порядок. При этом,мы столкнулись со следующими сложностями:1)Малое количество часов для изучения общего курса физики,сокращение количества практических, семинарских и лабораторных работ.2)Большая перегруженность студентов и довольно большое количествоматериала, который им необходимо усвоить за малый промежуток времени приизучении того или иного курса физики.983)Невозможностьизмененияинвариантнойпрограммыобучения,определяемая образовательным стандартом и компетентностным подходом.4)Ограниченность в приборной и аппаратной базе из областинанотехнологии, в связи с его дорогой стоимостью и малой распространённостью.5)Отсутствиепредставленийоотборематериалаизобластинанотехноллогии, так чтобы он был доступен для понимания студентами и былаобоснована возможность его включения в курс.6)вобластиНедостаточная подготовка профессорско-преподавательского составананотехнологииизачастуюнезнаниеосновныхпонятийипредставлений из области нано.В результате поискового эксперимента и сложившихся условий вобразовательной среде ВУЗа было предложено ввести включения понятий итерминов из области нанотехнологии по двум направлениям: инвариантной ивариативной частей обучения студентов.

В связи с классической и устоявшейсямоделью обучения общей физике студентов в инвариантной части того или иноговуза и отсутствием принципиальной возможности в рамках инвариантной частивести обучение основам нанотехнологии, не затрагивая фундаментальный курсобщей физики,решено было предложить проводить подготовку студентов вобласти нанотехнологии, используя возможности включения примеров объектови систем из области нано при изучении того или иного раздела курса общейфизики. На уровне примеров из сферы нанотехнологии, новых решений и задачученых, работающих в этой области, можно вести первоначальную подготовку изнакомить студентов с понятиями, объектами и принципами нанотехнологии.

Так,можно вводить понятия и определения из области нанотехнологии при изучениикурсов: молекулярная физика, электродинамика, оптика, квантовая физика.ОбразовательнаяпрограммаДВФУдляпрофиля«Педагогическоеобразование» специальности «Учитель физики» включает следующие ступени:Специалитет (в настоящее время набор прекращён, осуществляется подготовкаранее набранных групп), Бакалавриат (четырёхлетний курс ориентированный наподготовкудвойной специальности – «Физика-информатика»), Магистратура99(Двухлетнийкурсобучения).Изучениеосновамнанотехнологииможетпроизводиться на всех перечисленных программах (ступенях) в разном объёме и вразной форме.Программа внедрения нанотехнологических представлений ориентированана совместную работу преподавателей кафедры ведущих курс общей итеоретической физики для студентов физиков 1-5 курса физики.В рамках поискового эксперимента совместно с преподавателями ДВФУкафедры математики, физики и методики преподавания , были разработаныучебно-методическиематериалы–дополнительныекбазовомупрофессиональному курсу дисциплин.Так, при изучении Молекулярной физики (1 курс)предлагаетсярассматривать следующие основные явления и процессы нанотехнологическойтематики:•нанокристаллические материалы,•фуллерены,•нанотрубки,•нанокомпозиты,•нанопористые материалы,•молекулярные нанотехнологии,•механосинтез,•ассемблер,•супрамолекулярные системы.На втором курсе, когда студенты изучают электродинамику среди основныхвопросов курса общей физики, рассматриваютсяэлектрические и магнитныесвойства наноструктур.

В курс были также введены следующие материалы дляизучения совместно со студентами: влияние размера магнитных частиц на ихсвойства, методы синтеза мелкодисперсных магнитных наноструктур, приводитсяклассификацияразличныхвидовнаноматериалов,микроэлектронике и производстве электротехнических изделий.100применяемыхвПри изучения курса студентам доступен процесс наблюдения за созданиемтонких магнитных плёнок в лаборатории университета.На втором курсе при изучении раздела «Оптика» (преподавательШарощенко В.С.) также в состав вопросов изучаемых студентами введенынекоторые термины и понятия из области нанотехнологии.особенностисозданияоптическихдатчиковиРассматривалисьсенсоров,производствофотоустройств и фотоумножителей, устройства электроники и наноэлектроники,светодиоды и лазеры на двойных гетероструктурах, фотоприемники на квантовыхямах, лавинные фотодиоды на системе квантовых ям, устройства и приборынанофотоники, фотонные кристаллы, искусственные опалы, волоконная оптика,оптические переключатели и фильтры, перспективы создания фотонныхинтегральных схем, устройств хранения и обработки информации.На третьем курсе при изучении раздела «Квантовая физика»в составвопросов изучаемых студентами введены некоторые термины и понятия изобласти нанотехнологии.

Рассматриваются следующие процессы и возможныеустройства:сканирующая туннельная микроскопия,атомно-силовая микроскопия,квантовая точка,квантовая яма,квантовый транзистор,процессы туннелирования частиц.Недостаточная подготовка профессорско-преподавательского состава вобласти нанотехнологии и зачастую незнание основных понятий и представленийиз области нано была ликвидирована с помощью научно-методическихсеминаров, проведённых на кафедре. Среди основных вопросов, рассмотренных врамках данных семинаров:А) актуальность и важность нанотехнологии в современной науке иперспективы использования,101Б) основная терминология и разделы, в рамках которых ведутсясовременные исследования и разработки из сферы нанотехнологии,В) методические рекомендации, определяющие источники, пособия исредства интернет, которые могут помочь преподавателям в освещении вопросовсферы нанотехнологии студентам.При отборе материала по нанотехнологиям при подготовке будущегоучителя физики важно пользоваться следующими критериями:- значение в современной науке, технике и технологиях,- значение для школьного курса физики,- доступность в предметной и понятийной области.С целью предотвращения разногласий и создания базы знаний из областинанотехнологии, которая обязательно должна быть представлена студентам намибыл применён метод экспертной оценки(Приложение 3).Экспертами выступали преподаватели следующих ВУЗов:1) Московский педагогический государственный университет2) Чеченский государственный педагогический университет2) Дальневосточный федеральный университет3) Пензенский государственный педагогический институт4) Калужский государственный университет им.

К.Э Циолковского.Общее число экспертов 20.В карте экспертной оценки были представлены следующие позиции:Знание определений «нанотехнологии, наноструктура, наноматериал».Знание физических объектов и явлений, в которых проявляютсяособенности наномира.Знание физических механизмов получения и синтеза наноструктур инаноматериалов.Знание основных методов анализа характеристик наноструктур,наноустройств и наноматериалов.Знание областей применения наноструктурных объектов.102Знание процессов теоретического обоснования и функционированиянанообъектов.Знание фундаментальных синергетических законов, с помощьюкоторых можно описывать процессы и явления в нанотехнологии.Знание технических особенностей конструкции изделий, созданныхна основе нанотехнологии.Знание возможности практического применения того или иного«продукта» сферы нанотехнологии.Знаниепринциповработы,особенностейконструкцииипринципиальных схем устройств, позволяющих создавать и анализироватьнаноструктуры.Знаниепринципиальныхособенностейпроявлениясвойствнаноструктур и их отличий от микро- и макро- структур.Знаниефилософских,социальных,политическихиэтическихпроблем, возникающих в обществе в связи с развитием нанотехнологии.Умение студентов проводить научно-исследовательскую деятельностьв области нанотехнологии.Умение студентов проводить учебно-исследовательскую деятельностьв области нанотехнологии.Умение проводить проектно-исследовательскую деятельность вобласти нанотехнологии совместно со школьниками.Умение работать на оборудовании, предназначенном для создания иконтроля наноструктур.Умение распознавать спекулятивный характер описания явления,которое представлено в СМИ или рекламе на предмет отсутствия в нёмнанотехнологических нововведений.Умение самостоятельно получать знания в области нанотехнологии наоснове анализа таких источников информации, как научная и научно-популярнаялитература, СМИ, жизненный опыт.103Метод экспертной оценки помог нам выявить вопросы и подходы дляизучения сферы нанотехнология, которые можно использовать при отборематериала рекомендованного для изучения студентам физикам – будущимучителям в рамках инвариативной и вариативной программ обученияВ качестве экспертов выступали кандидаты педагогических наук (15),доктора наук (5), которые осуществляют педагогическую деятельность состудентами в рамках современных технологий (в том числе и нанотехнологии).В таблице 9 представлены основные результаты анкетирования экспертовпо ключевым вопросам включения понятий и явлений из сферы нанотехнологии вобразовательную среду педагогического вуза.Таблица 9.Распределение результатов значимости знаний и умений студентов изобласти нанотехнология полученные с помощью метода экспертной оценки.№Знания и умения из сферы нанотехнологияУровень значимости понятия, %понятия неважнынизкийсредний высокийуровень уровень уровеньзначимо значимо значимостистистипонятия понятий понятийСодержательная составляющая нанотехнологических знаний и умений студентов1Знание определений «нанотехнология, 000100наноструктура, наноматериал»2Знание физических объектов и явлений, в 001288которыхпроявляютсяособенностинаномира3Знание физических механизмов получения 006733и синтеза наноструктур и наноматериалов4Знаниеосновныхметодованализа 00919характеристикнаноструктур,наноустройств и наноматериалов5Знаниеобластейприменения 001684наноструктурных объектов6Знаниепроцессовтеоретического 050446обоснованияифункционированиянанообъектов7Знание фундаментальных синергетических 005050законов, с помощью которых можноописывать процессы и явления в104нанотехнологияхЗнаниетехническихособенностейконструкции изделий, созданных на основенанотехнологии9Знаниевозможностипрактическогоприменения того или иного «продукта»сферы нанотехнологии10Знание принципов работы, особенностейконструкции и принципиальных схемустройств, позволяющих создавать ианализировать наноструктуры11Знание принципиальных особенностейпроявления свойств наноструктур и ихотличий от микро- и макро- структур12Знаниефилософских,социальных,политических и этических проблем,возникающих в обществе в связи сразвитием нанотехнологииПроцессуальные составляющие умения студентов1Умение студентов проводить научноисследовательскую деятельность в областинанотехнологии2Умение студентов проводить учебноисследовательскую деятельность в областинанотехнологии3Умениепроводитьпроектноисследовательскую деятельность в областинанотехнологиисовместносошкольниками4Умениеработатьнаоборудовании,предназначенном для создания и контролянаноструктур5Умениераспознаватьспекулятивныйхарактер описания явления, котороепредставлено в СМИ или рекламе напредметотсутствиявнёмнанотехнологических нововведений6Умение самостоятельно получать знания вобласти нанотехнологии на основе анализатаких источников информации, какнаучная и научно-популярная литература,СМИ, жизненный опыт8534451600485202855170061390176122022562200208002228500147016002872002278Анализ ответов экспертов показал следующее:1)По ключевым вопросам, указывающим на то, что студенты должнызнать основные понятия сферы нанотехнологии, физические явления, связанные собъектом или явлением из области нано, области применения нанотехнологии,105обладать умениями проводить учебно-исследовательскую работу в областинанотехнологии, разногласий у экспертов практически не возникло.2)Ряд вопросов говорит о невысокой степени важности того или иногознания или умения связанной с областью нано: знание физических механизмовполучения и синтеза наноструктур и наноматериалов, знание основных методованализа характеристик наноструктур, наноустройств и наноматериалов, знаниефундаментальных синергетических законов, с помощью которых можноописывать процессы и явления в нанотехнологиях,знание принципиальныхособенностей проявления свойств наноструктур и их отличий от микро- и макроструктур, умение работать на оборудовании, предназначенном для создания иконтроля наноструктур.3)Некоторые элементы знаний были указаны экспертами как не важныеили малозначимые, такие как: знание технических особенностей конструкцииизделий, созданных на основе нанотехнологии.На основе данных метода экспертной оценки был уточнён и представленперечень основных понятий изакономерностей из области нанотехнологии,которые могут быть рекомендованы преподавателям для ознакомления студентовв рамках читаемых курсов.

Характеристики

Список файлов диссертации