Элементы умк по дисциплине методы математической физики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Северо-Казахстанский государственный университет

им. М. Козыбаева

 

Факультет информационных технологий

Кафедра «Физика»

«Утверждаю»:

заведующий кафедрой

к.ф.-м. н профессор СКГУ

Гусаков В.П. ___________

«___» ___________20___г.

 

дипломная работа

 

«ЭЛЕМЕНТЫ УМК ПО ДИСЦИПЛИНЕ

МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ»

 

050110.ДО. Ф. (о)-04

 

 

АВТОР    Мантаев Аскар Еркебуланович  _____________

 

РУКОВОДИТЕЛЬ  Репнёв Алексей Владимирович  _____________

КОНСУЛЬТАНТ:

1. по нормоконтролю Сизоненко Светлана Александровна _____________

 

 

 

 

 

 

 

Петропавловск, 2008

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ НА CD

 

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире на человека многократно возрос поток информации, в том числе и учебной. Ориентирование в этом потоке, отбор из него наиболее содержательного и необходимого в будущей профессиональной деятельности, либо в дальнейшем образовании обучающегося является важной составляющей эффективного и надежного обучения.

Далее, в нашей стране взят курс на реформирование высшего образования, предполагающий переход на кредитную технологию обучения. В ней основной упор делается на самостоятельность студентов, а преподавателям отводится роль консультантов.

Эти выше обозначенные тенденции требуют новых, более эффективных и технологичных методов и подходов в обучении. Кроме того, развитие коммуникационной инфраструктуры, новых технологий передачи информации и других элементов высоких технологий самым естественным образом оказывает влияние на весь процесс обучения. Одним из таких подходов является дистанционное образование, в данном случае понимаемое в расширенном, технологическом аспекте. В настоящее время повсеместно вводится дистанционное обучение вместо не зарекомендовавшего себя перед педагогическим сообществом заочного.

Таким образом, создание учебно-методического комплекса более чем актуально. Немаловажно, что комплекс обеспечивает плавный переход на другие формы обучения, не вызывающий малоприятные революционные реформации, а его внедрение не требует переоснащения уже существующей технической базы.

Процесс вхождения высшей школы в мировое образовательное пространство требует совершенствования, а также серьёзную переориентацию компьютерно – информационной  составляющей. Информационный взрыв породил множество проблем, важнейшей из которых является проблема обучения. Наиболее доступной формой автоматизации обучения является применение ЭВМ, то есть использование машинного времени для обучения и обработки результатов контрольного опроса знаний учащихся. Всё большее использование компьютеров позволяет автоматизировать, а тем самым упростить ту сложную процедуру, которую используют научные сотрудники и преподаватели при создании методических пособий. Тем самым, представление различного рода "электронных учебников", методических пособий на компьютере имеет ряд важных преимуществ. Во-первых, это автоматизация, как самого процесса создания таковых, так и хранения данных в любой необходимой форме. Во-вторых, это работа с практически неограниченным объёмом данных. Эффект от применения средств компьютерной техники в обучении может быть достигнут лишь тогда, когда специалист предметной области не ограничивается в средствах представлениях информации, коммуникаций и работы с базами данных и знаний.

Данная дипломная работа является одним из этапов подготовки специалистов по физике, служит основой создания электронного учебника по дисциплине “Методы математической физики”, для его дальнейшего использования при дистанционном обучении и при введении современных методов образования, таких как кредитная система.

Значимость дипломной работы состоит в том, что опорой студентов при дистанционном обучении является, по большей мере, электронный учебник. Из этого вытекают основные цели и задачи работы.

Цель работы:

• ввести понятие электронный учебник;
• определить роль, структуру, особенности электронного учебника, как программно-методического комплекса.
• внести изменения в содержание и структуру вузовского курса “Методы математической физики”;
• подбор и разработка учебно-методического материала по математической физике и объединение его в электронный комплекс.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи.

 

 

Задачи работы:

• проанализировать имеющийся материал по дисциплине “Методы математической физики”;
• создание электронного учебника на основе этого материала;
• составление примера тестовых заданий по дисциплине “Методы математической физики”;

Актуальность данной работы: Переход на новые формы обучения способствует введение в учебный процесс информационных технологий

Новизна работы: Впервые создан электронный учебник по дисциплине

«Методы математической физики»

Практическая значимость: Разработанные учебно-методические комплексы могут использоваться в учебном процессе при обучении студентов специальностей 050110-физика и 050611-астрономия.

На защиту выносится:

Работа соответствует государственной программе по переводу образования на кредитную технологию обучения и пересекается с аналогичными исследованиями в этом направлении, проводимые в нашем университете, в частности на кафедре физики.

 

1 СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПОСОБИЯ С ПОМОЩЬЮ СРЕДСТВ ЯЗЫКА HTML

 

1.1 Понятие «Электронный Учебник».

 

В свете всеобъемлющего проникновения Интернета во все сферы человеческой деятельности актуальной проблемой становится создание и оптимизация электронных учебников в приложении их к дистанционному обучению.

Что же такое «Электронный учебник» и в чем его отличия от обычного учебника? Обычно электронный учебник представляет собой комплект обучающих, контролирующих, моделирующих и других программ, размещаемых на магнитных носителях (твердом или гибком дисках) ПЭВМ, в которых отражено основное научное содержание учебной дисциплины. Электронный учебник часто дополняет обычный, а особенно эффективен в тех случаях, когда он: обеспечивает практически мгновенную обратную связь; помогает быстро найти необходимую информацию (в том числе контекстный поиск), поиск которой в обычном учебнике затруднен; существенно экономит время при многократных обращениях к гипертекстовым объяснениям; наряду с кратким текстом - показывает, рассказывает, моделирует и т.д. (именно здесь проявляются возможности и преимущества мультимедиа-технологий) позволяет быстро, но в темпе наиболее подходящем для конкретного индивидуума, проверить знания по определенному разделу.

К недостаткам электронного учебника можно отнести не совсем хорошую физиологичность дисплея как средства восприятия информации (восприятие с экрана текстовой информации гораздо менее удобно и эффективно, чем чтение книги) и более высокую стоимость по сравнению с книгой.

Электронный учебник, содержащий собственно учебные материалы для дистанционного обучения, разделен на независимые темы-модули, каждая из которых дает целостное представление об определенной тематической области, что способствует индивидуализации процесса обучения, т. е. обучающийся может выбрать из вариантов обучения: изучение полного курса по предмету или изучение только конкретных тем. При выборе первого варианта студенту по мере освоения материала высылается следующий модуль, и, таким образом, по завершении курса студент имеет целостный электронный учебник по данному предмету.

 

1.1.1 Электронный учебник - программно-методический комплекс

 

Зайнутдинова Л.Х. в работе "Создание и применение электронных учебников (на примере общетехнических дисциплин)" [4] приводит несколько определений электронного учебника разными исследователями.

В работе дается следующее толкование: “Компьютерный учебник - это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел. Компьютерный учебник соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума”. С этим вполне можно согласиться. Электронный (компьютерный) учебник должен, по моему мнению, обеспечивать выполнение всех основных функций, включая предъявление теоретического материала, организацию применения первично полученных знаний (выполнение тренировочных заданий), контроль уровня усвоения (обратная связь) без помощи каких бы то ни было бумажных носителей, то есть только на основе компьютерной программы. Такой электронный учебник можно будет легко "переиздавать", то есть корректировать по мере необходимости, он хорошо впишется в систему дистанционного обучения и автоматически обеспечит непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения.

Электронные учебники практически вечны, не боятся износа и старения, не занимают много места и очень мобильны. Материал из электронного учебника учитель может оперативно отослать ученику по электронной почте, записать на CD-ROM диск или поместить на образовательный веб-сайт. В электронной библиотеке дистанционного учреждения с помощью поисковых систем значительно легче сориентироваться и найти нужный учебник, а также быстро отыскать в нём всю нужную информацию: понятие, закон, имя учёного, параграф. Электронный учебник вариативен в исполнении: ему можно придать любую удобную для чтения форму - цвет фона, текста, размер шрифта; при необходимости с помощью принтера можно распечатать часть учебника или издать его необходимым тиражом целиком, оформив по своему усмотрению (учитывая существующее законодательство) [4].

1. Основные компоненты электронного учебника

Основными компонентами содержания учебника выступают: информативная, репродуктивная, творческая, эмоционально-ценностная.

Электронный учебник обеспечивает одновременно ознакомление с теоретическим материалом (собственно обучение), тренировку (приобретение умений и навыков), контроль приобретенных знаний, умений, навыков. Причем, если при традиционной технологии ведущая роль в организации работы по закреплению и контролю принадлежит преподавателю, то при использовании новых информационных технологий процессы формирования и выдачи индивидуальных заданий и вопросов и контроля производятся автоматически и с более высоким качеством. Преподаватель освобождается от рутинной работы.

Самообразование в случае традиционного книжного учебника трактуется как формирование у студентов желания и умения самостоятельно

приобретать (добывать) знания, помощь в самостоятельном восполнении пробелов в знаниях, стимуляция у них учебно-познавательной мотивации и потребности в познании. Электронный учебник как средство обучения нового поколения предоставляет возможность самостоятельно приобретать (добывать) знания. Поскольку электронный учебник не только информирует студента о теоретических положениях, но и позволяет применить их на практике, например, путем решения задач, то уровень знаний, приобретаемых самостоятельно с помощью электронного учебника, возрастает [2].

Кроме того, если электронные учебники использовать в системе дистанционного образования, то возможности самообразования еще более возрастают.

2) Особенности электронного учебника

В последнее время компьютеры активно используются для подготовки учебников и других методических материалов к печати. Современный персональный сетевой компьютер предоставляет дополнительные возможности (гипертекстовое изложение материала, качественные графические иллюстрации, анимация), используя которые можно вывести процесс обучения, и в частности работу с учебником, на совершенно новый уровень. В отличии от обучения с использованием традиционных учебников, обучение с использованием качественного электронного учебника становится нелинейным, адаптивным и, возможно, более эффективным. Набор электронных учебников, безусловно, не может заменить традиционные формы изложения и изучения материала, но специфика организации материала в электронном учебнике, его структурированность и многослойность, позволяет обучаемому самому выбирать траекторию обучения.

Конкретизация содержания образовательных программ находит отражение в учебниках и учебных пособиях различных типов: хрестоматиях, задачниках, практикумах, словарях, дидактических пособиях, книгах для внеклассного чтения, картах, учебных видеофильмах, компьютерных программах на компакт-дисках, базах данных на веб-сайтах и т.п.

Учебник выполняет две основные функции:

1) является источником учебной  информации, раскрывающей в доступной  для учащихся форме предусмотренное образовательными стандартами содержание;

2) выступает средством обучения, с помощью которого осуществляется  организация образовательного процесса, в том числе и самообразование студентов.

Учебник является своеобразной комплексной информационной моделью образовательного процесса. Он отображает цели и содержание обучения, дидактические принципы, технологию обучения. В учебнике находят отражение такие этапы обучения, как постановка задачи, предъявление информации, раскрытие путей решения проблем, обобщение и систематизация, закрепление и контроль, самостоятельные исследования, домашняя работа.

Практически любой элемент дидактической системы призван найти своё выражение в учебнике. Если рассматривать его в качестве организатора образовательной деятельности, то содержание и структура параграфов по одной теме должны соответствовать элементам и этапам образовательного процесса. Например, первый параграф вызывает мотивацию деятельности студентов, обозначает концепт темы; второй - помогает самоопределиться по отношению к главным проблемам темы; третий - спланировать свою индивидуальную программу по теме; следующие несколько параграфов - последовательно раскрывают основные вопросы темы; завершающие параграфы - позволяют студенту выполнить рефлексию деятельности, обобщить и оценить полученные результаты[3].

В то же время, учебник не может обеспечить все стороны образования. В стране создаются учебно-методические комплексы - открытые системы учебных пособий, обеспечивающих личностно-ориентированный уровень обучения в условиях массового образования. Сегодня учебно-методические комплексы по некоторым учебным курсам содержат до двух десятков элементов: учебник, задачник, книга для чтения, хрестоматия, рабочая тетрадь, методическое пособие для преподавателя, видеокассета, CD-Rom и т.п.

С начала 1990-х гг. существенно увеличилось количество альтернативных или параллельных учебников по одному и тому же предмету и классу.

В своей статье "Дидактические основы использования информационно-педагогических технологий в подготовке электронного учебника" [3, с. 58] исследователи Буторина Т.С., Ширшов Е.В. пишут, что при "создании и использовании электронных средств обучения, можно выделить два основных подхода: педагогический и информационный. Педагогический подход основан на необходимости реализации в учебном процессе различных дидактических целей (характер представления окружающей действительности, организация разнообразных видов учебно-познавательной деятельности, осуществление мотивационных, учебно-воспитательных и контрольно-корректирующих функций и т.п.). Информационный подход направлен на создание своеобразной обучающей среды, в которой при использовании определенных педагогических технологий происходит процесс познания, интеллектуального развития".