Перспективы использования современных цифровых технологий в преподавании дисциплины «Концепции современного естествознания»



В статье автор исследует перспективы использования цифровых технологий в преподавании дисциплины студентам и приводит примеры практических заданий.

Ключевые слова: естествознание, методика.

Современные цифровые технологии прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Мы уже не можем представить свой день без мобильных телефонов, смартфонов, Интернета, электронного документооборота и так далее. Постепенно занимают и упрочняют свои позиции цифровые технологии в образовании. Большой шаг в этом направлении был сделан во время пандемии коронавируса. Кратно возросло число пользователей и посетителей цифровых образовательных платформ, систем дистанционного обучения, систем видеосвязи.

Одним из актуальных направлений работы преподавателя вуза в настоящее время является разработка цифровых образовательных курсов. Согласно Ребриной Ф. Г. и Леонтьевой И. А. электронный курс — это «учебный ресурс электронного типа, соответствующий учебной дисциплине, включающий все необходимые учебные, обучающие, вспомогательные и контролирующие материалы, а также методические инструкции для организации работы с курсом, использующий компьютерные технологии и средства сети Интернет» [1].

Электронные учебные курсы могут реализовываться как в рамках дистанционного обучения, так и для работы со студентами, имеющими академические задолженности (в результате заболеваний, командировок, ликвидация разности часов при переводе с других направлений подготовки и так далее). Также оправдано применение такого курса при работе со студентами заочной формы обучения. В течение семестра студент сможет выполнять задания в удобное время, отслеживать процент выполненных заданий.

В рамках дисциплины «Концепции современного естествознания» нами был разработан цифровой образовательный курс с одноименным названием.

В системе естественнонаучного образования современные цифровые технологии имеют большое значение. Можно выделить несколько аспектов применения современных цифровых технологий:

1) Расширились возможности изучения явлений и закономерностей живой природы непосредственно, в режиме реального времени. Например, мы можем получать видеоматериалы с МКС.

2) Компьютерное моделирование позволяет проводить имитацию физического эксперимента.

3) Компьютер и Интернет мы можем использовать для организации работы с большим количеством слушателей как онлайн, так и офлайн. Это удобно, например, при работе со студентами заочной формы обучения.

ФГОС ВО по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки) (уровень бакалавриата), утвержден 22 февраля 2018 г. (№ 125). В стандарте указано, что при реализации программы бакалавриата организация вправе применять электронное обучение, дистанционные образовательные технологии. Электронное обучение, дистанционные образовательные технологии, применяемые при обучении инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья, должны предусматривать возможность приема-передачи информации в доступных для них формах.

Рассмотрим содержание учебного плана направления подготовки 44.03.05. Педагогическое образование на примере профиля: Хакасский язык и литература, Русский язык.

Учебная дисциплина «Б1.О.03.01 Концепции современного естествознания» входит в обязательную часть Блока 1 (Дисциплины (модули)). Изучается в третьем семестре, форма контроля — зачет. Общая трудоемкость дисциплины по ФГОС ВО: 72 часа (2 зачетные единицы). Количество лекционных часов — 18, практические (семинарские) занятия — 18 часов.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: ОПК-8. Способен осуществлять педагогическую деятельность на основе специальных научных знаний.

Дисциплина включает следующие разделы: предмет и методы естествознания; натурфилософия и философия науки и современность; структура мира и теория мира в классическом естествознании; теория мира в неклассическом естествознании; космология в научной картине мира; концептуальные уровни химии; учение о биосфере и путь от биологического к социальному, учение о биосфере.

Для разработки курса выбрана система LMS Moodle. Она имеет простой, удобный и эффективный интерфейс, а также является свободно распространяемой.

По каждому разделу в программе имеются лекционные часы. В LMS Moodle элемент курса Лекция позволяет преподавателю располагать контент и/или практические задания (тесты) в интересной и гибкой форме. Например, в нашем курсе на каждой странице лекции расположены кнопки, позволяющие переходить как к следующей, как и к предыдущей странице. Лекция по теме «Структурные уровни организации материи. Микромир. Мегамир» представлена в виде презентации. Данный формат выбран в связи с тем, что имеется множество иллюстраций по теме.

Параллельно с текстом лекции разрабатывались элементы курса Глоссарий и тест по каждой теме. Быстрое переключение между элементами курса позволяет студенту вернуться к ранее пройденному материалу и оперативно восполнить пробелы в знаниях.

Система Moodle имеет весьма развитые возможности для проведения тестирования. Все создаваемые вопросы сохраняются в банке вопросов. Вопросы можно распределять по разным категориям (темам), что в дальнейшем дает возможность создания тестов как по отдельным темам курса, так и по всему курсу целиком. По всем темам были составлены и импортированы тестовые задания различного типа, на основе которых сформированы тесты по темам и итоговый тест со случайным набором вопросов.

Особый интерес представляла разработка практических заданий. Приведем примеры некоторых из них.

Практическое задание к теме «Пространство, время, симметрия».

Пройдите по ссылке 1.

https://learningapps.org/display?v=pr3pw4ppn23

В задании (рис. 1) оранжевым кружком отмечены понятия, а синим — определения этих понятий. Двигая карточки, приведите их в соответствие. По окончании выполнения нажмите синюю галочку в нижнем правом углу поля. Можно перевести картинку в полноэкранный режим, нажав красный квадратик в верхнем правом углу поля. Прикрепите скрин экрана с выполненным заданием.

Рис. 1. Интерактивное задание

Задание «Фракталы» к теме «Порядок и беспорядок в природе».

Фрактал (лат. fractus — дробленый) — термин, означающий геометрическую фигуру, обладающую свойством самоподобия, то есть составленную из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком.

Задания:

1. Найдите в сети Интернет изображения фракталов. Сделайте скрины экранов и поместите их в документ Word.
2. Нарисуйте фрактал Коха, сделайте и прикрепите фото Вашего рисунка в документ из пункта 1. Постарайтесь изобразить фрактал как можно большей размерности.
3. Прикрепите файл для проверки преподавателем.

Примечание. Кривая Коха — фрактальная кривая, описанная в 1904 году шведским математиком Хельге фон Кохом (рис. 2). Процесс ее построения выглядит следующим образом:

— Берем единичный отрезок, разделяем на три равные части и заменяем средний интервал равносторонним треугольником без этого сегмента. В результате образуется ломаная, состоящая из четырех звеньев длины 1/3.

На следующем шаге повторяем операцию для каждого из четырех получившихся звеньев.

— И так далее.

Рис. 2. Фрактал Коха [2]

Задание к теме «Биосфера и человек».

В настоящее время у нас имеется возможность наблюдать за явлениями, происходящими в природе, в режиме реального времени при помощи веб-камер. Такие камеры установлены в различных парках, заповедниках и частных владениях.

На сайте https://www.geocam.ru/in/ имеется доступ к веб-камерам со всего мира.

На сайте https://mks.space/ представлены онлайн трансляции c камер MKC (Международной космической станции). Пользователям предоставлена уникальная возможность наблюдать за жизнью космонавтов и увидеть Землю c высоты орбиты.

Задание 1.

Перейдите по ссылке https://www.geocam.ru/online/namib-desert/ (трансляция с веб-камеры у водопоя в пустыне Намиб, Намибия). Онлайн веб-камера показывает водопой для диких животных, который расположен среди бесконечных красных песчаных дюн пустыни Намиб, в парке Гондвана Намиб, на границе с парком Намиб Науклуфт в Намибии. Камера работает в режиме реального времени и позволяет круглосуточно наблюдать за дикими африканскими животными, которые приходят к этому водопою (рис. 3).

На онлайн трансляции с веб-камеры можно увидеть таких животных как: спрингбок, гну, жираф, страус, шакал, гиена, лисица, ушастая лисица, дикобраз.

Пронаблюдайте за животными, сделайте скрины экрана, разместите их в документе Word (учтите разницу во времени).

Рис. 3. Изображение с веб-камеры

Задание 2.

Перейдите по ссылке https://mks.space/ (MKC онлайн-трансляция c орбиты Земли в реальном времени).

Пронаблюдайте за природными объектами со своего компьютера или мобильного устройства. Сделайте скрины экрана, разместите их в документе Word.

Таким образом, в данной статье были описаны некоторые перспективы использования современных цифровых технологий в преподавании дисциплины «Концепции современного естествознания» для студентов. Также приведены примеры практических заданий по дисциплине с использованием возможностей современных цифровых технологий

Литература:

1. Ребрина Ф. Г., Леонтьева И. А. Этапы разработки электронного учебного курса на платформе LMS MOODLE. — Вестник ЮУрГГПУ, 2014. С. 204–213.
2. Кривая Коха — Википедия. — Текст: электронный // ru.wikipedia.org: [сайт]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кривая_Коха (дата обращения: 22.01.2024).