Введение. 
Использование информационно-коммуникативных технологий и элементов интеграции как средства повышения эффективности обучения учащихся на уроках физики

Актуальность исследования. Необходимость интенсификации обучения, разработки и внедрения нетрадиционных технологий, базирующихся на использовании вычислительной техники с применением активных методов обучения во всем их разнообразии и комплексности обуславливается постоянным увеличением объема информации и ограниченностью учебного времени. Реализация активных методов обучения — одна из основных задач дидактики, которая предполагает активизацию всего процесса, выявление системы, способов, приемов, способствующих повышению активности обучаемых через формирование положительной мотивационной структуры учебно-познавательной деятельности [1].

Значимой и привлекающей интерес исследователей является проблема использования информационно-коммуникационных технологий в учебном процессе. Информатизация образования дала мощный импульс развитию теории и практики лабораторного эксперимента. В работах ученых и периодической печати обсуждается широкий круг вопросов по созданию лабораторного практикума по различным разделам физики, а также методики проведения таких лабораторных работ в системе профессионального обрахования с применением средств ИКТ (Д.В. Баяндин, Е. И. Бутиков, А. Д. Гладун, В. А. Извозчиков, А. С. Кондратьев, В. В. Лаптев, В. В. Ларионов, С. Е. Попов, М. И. Старовиков, В. А. Стародубцев, А. И. Ходонович и др.).

Анализ информатизации системы профессионального образования, изучение опыта работы преподавателей в условиях информатизации колледжей, анализ и обобщение результатов методологических, педагогических и методических исследований по проблеме подготовки студентов колледжей к использованию компьютерных технологий при решении физических задач позволили выявить следующие противоречия в теории и практике обучения:

• 1) между достаточно развитым потенциалом ИКТ учебной среды профессионального образования, высоким уровнем готовности учащихся колледжей к использованию новых информационных технологий в учебной деятельности и недостаточным уровнем готовности учителей к организации обучения с использованием средств ИКТ;
• 2) между необходимостью систематического и комплексного использования в обучении физике элементов ИКТ учебной среды и эпизодическим применением в массовой практике лишь ее отдельных составляющих.

Необходимость разрешения указанных противоречий определяет актуальность исследования и его проблему: как должно осуществляться обучение обучающихся физике в педагогическом колледже, чтобы его результатом было достижение учащимися средних школ уровня профессиональной компетентности в решении задач, организации лабораторных занятий по дисциплине «физика» в колледже с использованием средств ИКТ.

В соответствии с указанной проблемой сформулирована тема исследования: «Использование информационно-коммуникативных технологий и элементов интеграции, как средство повышения эффективности обучения учащихся на уроках физики».

Цель исследования — теоретически обосновать и разработать методику использования информационно-коммуникативных технологий при решении физических задач с помощью компьютера в качестве способа освоения методов науки при обучении физике.

Источники исследования: монографии авторов по дидактике, учебные пособия, статьи учёных, педагогов, учителей-практиков в педагогической периодике.

Объект исследования: процесс обучения студентов колледжей решению физических задач с применением информационных технологий учащихся средних школ.

Предмет исследования: обучение решению физических задач с помощью компьютера как составляющая физического образования.

Анализ научно-методической литературы, многолетняя научно-исследовательская работа, опыт преподавания физики в школе и в колледже, анализ результатов констатирующего и поискового этапов эксперимента позволили выдвинуть гипотезу исследования: если решение физических задач с помощью компьютера (с использованием компьютера в качестве современного инструментального средства) станет составляющей физического образования, то даже при традиционных формах обучения это приведёт к освоению новых методов физической науки, к освоению новых информационных технологий и развитию мышления учащихся.

Сформулированные выше цель и гипотеза обусловили следующие задачи исследования:

• 1) проанализировать существующую систему физических задач и признаки классификаций методов их решения с целью определения типов задач, решаемых с помощью компьютера и классификации методов их решения;
• 2) выявить степень готовности и уровень потребности учителей, учащихся колледжей к работе с компьютером при изучении физики и, в частности, при решении задач и рассмотреть целесообразность и принципиальную возможность решения задач с помощью компьютера в средней (полной) школе;
• 3) разработать методику обучения студентов колледжей по организации деятельности учащихся по решению физических задач с помощью компьютера;
• 4) выявить методы науки, используемые при решении задач;
• 5) разработать и апробировать методику решения физических задач с помощью компьютера как систему частных методов, приёмов и правил решения;
• 6) проанализировать существующую методику анализа решения задач и разработать вариант системного подхода к проведению анализа ответа и проверки хода решения задач как обычными методами, так и с помощью компьютера.

Методологическая основа исследования: методология науки (в частности, методология физики), теория процесса познания, теория развивающего обучения, теория дифференцированного обучения физике, теоретические основы разноуровневых обобщений, теоретические основы компьютеризации обучения физике.

Для исследования проблемы и решения поставленных задач были использованы следующие теоретические и эмпирические методы: теоретический анализ научно-методической и психолого-педагогической литературы, наблюдение, моделирование, педагогическое проектирование, прогнозирование, опрос, анкетирование учителей, учащихся, педагогические измерения, статистические методы обработки результатов эксперимента.

Новизна результатов исследования заключается в следующем.

• 1. Показано, что в современных условиях обучение решению задач с помощью компьютера в роли инструмента исследования должно выступать составляющей школьного физического образования.
• 2. Разработана методика обучения решению физических задач с помощью компьютера как составляющей физического образования, расширяющая понимание роли компьютера в обучении физике.
• 3. Предложены модели процесса решения физических задач с помощью компьютера, дополняющие друг друга:

Теоретическая значимость исследования состоит в развитии теоретических основ методики обучения студентов колледжей по организации деятельности по решению физических задач с помощью компьютера:

• — обоснована необходимость решения физических задач с помощью компьютера (как инструментального средства) в качестве составляющей физического образования в школе и в вузе;
• — обоснована возможность и целесообразность применения компьютера для решения физических задач с целью организации изучения современного метода физики-науки и методов науки вообще.

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

• 1) разработаны методические рекомендации, пособия, пакеты программ решения физических задач с помощью компьютера, обеспечивающие овладение современными методами физики;
• 2) разработаны методические рекомендации, пакеты программ модельных и имитационных лабораторных работ по разным разделам курса физики для колледжей для практической реализации применения компьютера в процессе обучения.