Выявлены типы и предложена классификация компьютерных моделей, адекватных содержательной специфике процесса обучения электротехническим дисциплинам. Предложено: изучение абстрактных понятий и отношений с ними проводить с помощью графической модели; изучение реальных электротехнических устройств (систем) проводить с помощью геометрической модели; изучение процессов, протекающих в реальных электротехнических устройствах (системах), проводить с помощью имитационной модели.

5. На основании синтеза методов проблемного обучения и компьютерного моделирования в исследовании предложен метод компьютерного моделирования проблемных задач, являющийся новым методом активного обучения на лекционных занятиях, основанный на информационном взаимодействии между лектором, студенческой аудиторией и интерактивным партнером - МОС (ЛК).

Выявлены достоинства метода компьютерного моделирования проблемных задач по сравнению с традиционным методом организации проблемного обучения, к основным из них следует отнести: сокращение времени на решение проблемной задачи; расширение типа проблемных задач; проблемные задачи, созданные с помощью компьютерного моделирования, являются «вечным учебным продуктом», который можно постоянно изменять, дополнять, корректировать; улучшение восприятия и осмысления проблемной задачи за счет синкретичного предъявления учебной информации; повышение мотивационно-эмоционального фактора за счет эстетического оформления слайдов в цвете, анимации; более конкретное и обоснованное обсуждение гипотез и проведение сравнительного анализа за счет многооконного представления информации на одном слайде; при компьютерном моделировании проблемных задач с помощью имитационных моделей проверка решения осуществляется с помощью виртуального эксперимента здесь и сейчас.

Выделены следующие этапы педагогической деятельности по организации проблемного обучения на лекционных занятиях с применением МОС (ЛК): целеполагающий, моделирующий, программной реализации, исполнительский, диагностический и рефлексивный.

6. На основании требования обеспечения полной структуры учебно-познавательной деятельности выделены следующие дидактические компоненты лекции Мультимедиа: целевой, потребностно-мотивационный, содержательный, операционально-деятельностный, эмоционально-волевой, контрольно-регулировочный, оценочно-результативный.

Разработана интегративная структура мультимедийной обучающей системы лекционного курса, отражающая не только блоки контента учебного материала (установочно-целевой, справочно-энциклопедический, электронного конспекта, объяснительно-иллюстративный, проблемных задач, тестовых заданий), но и их соотнесение с дидактическими компонентами лекции Мультимедиа и ее основными функциями (познавательной, развивающей, организующей, воспитательной).

7. Выделены следующие этапы разработки МОС (ЛК): организационный; подготовительный; обоснование дидактической целесообразности; разработка педагогического сценария; программная реализация; апробация; корректирующий.

Дана классификация технических средств: мультимедиа компьютеров, мультимедийных проекторов, экранов, рекомендуемых к применению на лекциях Мультимедиа, приведены критерии выбора технических средств для учебных аудиторий.

Внедрена в учебный процесс мультимедийная обучающая система лекционного курса по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

8. Разработаны научно-методические основы применения мультимедийных обучающих систем лекционных курсов, включающие:

- методики проведения вариативных видов лекций: в лекциях, ориентированных на организацию репродуктивного уровня учебно-познавательной деятельности (информационных, обзорных, установочных, консультативных), в качестве ключевого следует использовать объяснительно-иллюстративный блок контента МОС (ЛК); в лекциях, ориентированных на организацию продуктивного уровня учебно-познавательной деятельности (проблемных, лекциях-диалогах, лекциях с запланированными ошибками), в качестве ключевого блока должен быть применен блок проблемных задач;

- методики подготовки и повышения квалификации преподавателей трех групп сообразно уровню их специальной, методической и ИКТ компетентности в области создания и применения МОС (ЛК): для преподавателей первой группы, обладающих высоким уровнем специальной, методической и ИКТ компетентности, основным направлением повышения квалификации является изучение теоретических основ создания и применения МОС; для преподавателей второй группы, имеющих достаточный уровень специальной и методической компетентности, но не владеющих компьютерными технологиями, основным направлением повышения квалификации является формирование ИКТ компетентности; для преподавателей третьей группы, молодых, начинающих преподавателей, как правило, обладающих хорошей подготовкой в области ИКТ, но не имеющих достаточного уровня специальной и методической компетентности, основным направлением является подготовка в специальной (предметной) и психолого-педагогической областях.

9. Проведена комплексная экспериментальная оценка активизации учебно-познавательной деятельности на лекционных занятиях, включающая в себя определение уровня усвоения основных понятий лекционного материала и оценку функционального состояния студентов на лекции Мультимедиа с использованием физиологических, психометрических и субъективных методов.

Полученные результаты свидетельствуют об активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся на лекции Мультимедиа.

10. Внедрение результатов диссертационного исследования:

- разработанные теоретические основы создания и применения МОС включены в программу научно-методического семинара «Создание и применение мультимедийных педагогических средств в современной школе», которая внедрена для подготовки и повышения квалификации преподавателей в Ассоциации «Оренбургский университетский (учебный) округ»;

- разработана мультимедийная обучающая система лекционного курса по дисциплине «Теоретические основы электротехники», которая внедрена в учебный процесс Оренбургского государственного университета и ряда других вузов: Московского государственного горного университета, Московского института радиотехники, электроники и автоматики (технический университет), Екатеринбургского государственного технического университета (УПИ), Казанского государственного энергетического университета;

- разработан новый учебный курс «Мультимедиа технологии в образовании», который внедрен в учебный процесс ОГУ для студентов специальности 030500 «Профессиональное обучение»;

- под руководством автора в лаборатории мультимедийного образования Центра развития образования Оренбургского государственного университета разработано 7 мультимедийных курсов лекций в соответствии с разработанными психолого-педагогическими требованиями по различным электротехническим дисциплинам (более 250 лекций Мультимедиа) для студентов электроэнергетического факультета ОГУ.

Полученные результаты дают основание заключить, что задачи исследования решены, поставленная цель достигнута, гипотеза исследования подтверждена.

По теме диссертации опубликовано свыше восьмидесяти работ.

Основные публикации по теме исследования:

Монографии:

1. Семенова Н.Г. Психолого-педагогические основы создания мультимедийных обучающих систем лекционных курсов технических дисциплин. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2006. - 144 с.

2. Семенова Н.Г. Теоретические основы создания и применения мультимедийных обучающих систем по электротехническим дисциплинам. - Оренбург: ИПФ «Вестник», 2007. - 317 с. (рекомендовано к изданию Академией электротехнических наук Российской Федерации).

Учебные пособия и научно-методические рекомендации:

3. Каргапольцева Н.А., Семенова Н.Г. Мультимедиа в образовании: Научно-методические рекомендации. - Челябинск: Изд-во Южно-Уральского отделения РАО, 2003. - 110 с.

4. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Применение мультимедиа в учебном процессе: Учеб. пособие. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2004. - 98 с.

5. Семенова Н.Г. Создание и практическая реализация мультимедийных курсов лекций: Учеб. пособие. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2004. - 128 с.

6. Семенова Н.Г., Зайцев А.В., Зиннатулин А.В. Мультимедийный курс лекций по теоретическим основам электротехники // Компьютерные учебные программы по электротехническим дисциплинам: Каталог программ, рекомендованных Научно-методическим советом по электротехнике и электронике Министерства образования и науки РФ. - М., 2007. - С. 23-24.

7. Семенова Н.Г., Семиколенов А.О. Мультимедийное учебное пособие по курсу ТОЭ, раздел «Методы расчета линейных электрических цепей постоянного тока» // Компьютерные учебные программы по электротехническим дисциплинам: Каталог программ, рекомендованных Научно-методическим советом по электротехнике и электронике Министерства образования и науки РФ. - М., 2007. - С. 25.

Научные статьи в периодических научных изданиях, рекомендуемых для публикации основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени доктора наук:

8. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. О некотором опыте применения мультимедиа технологий в учебном процессе // Высшее образование в России. - М., 2004. - № 2. - С. 101-105.

9. Семенова Н.Г. Создание и применение мультимедийного программно-методического комплекса в образовательном процессе // Вестник ОГУ. - Оренбург. - 2004. - № 1. - С. 25-33.

10. Семенова Н.Г. Мультимедийные педагогические средства в системе общедидактических методов обучения // Вестник ОГУ. - Оренбург. - 2005. -№ 2. - С. 95-104.

11. Семенова Н.Г., Болдырева Т.А., Игнатова Т.Н. Влияние мультимедиа-технологий на познавательную деятельность и психофизиологическое состояние обучающихся // Вестник ОГУ. - Оренбург. - 2005. - № 4. - С. 72-80.

12. Семенова Н.Г. Реализация мультимедиа технологий в лекционных курсах // Педагогическая информатика. - 2006. - № 2. - С. 57-63.

13. Семенова Н.Г. Мультимедийный курс лекций в инженерно-техническом образовании // Информатика и образование. - М. - 2007. - № 7. - С. 115-117.

14. Семенова Н.Г. Мультимедийные обучающие системы в лекционных курсах // Омский научный вестник. - Омск. - 2007. - № 3.

Статьи и доклады в других научных и научно-практических изданиях:

15. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М., Кузина И.В. Информационные технологии в подготовке специалистов инженерно-технического профиля // Сб. трудов Региональной НПК. - Оренбург, ИПК ОГУ, 2002. - С. 256-263.

16. Семенова Н.Г. Влияние ценностно-мотивационных факторов на качество образовательного процесса // Сб. трудов «Ученые записки Оренбургского государственного университета. Выпуск 1». - Оренбург: ОГУ, 2002. - С. 297-310.

17. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Мультимедийные технологии в образовании ХХ1 века // Роль университетской науки в региональном сообществе: Материалы международной НПК. Москва - Оренбург; РИК ГОУ ОГУ, 2003. - С. 178-185.

18. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Мультимедийный программно-методический комплекс как новая информационная технология в процессе обучения ТОЭ // Новые информационные технологии в электротехническом образовании: Материалы VI международной НМК - Астрахань: АГТУ, 2003. - С. 311-315

19. Семенова Н.Г. Некоторые аспекты использования информационных технологий в подготовке студентов инженерно-технических специальностей // Проблемы профессиональной подготовки специалистов: Сб. научных трудов. - Оренбург: ГОУ ВПО ОГУ, 2003. - С. 112-121.

20. Семенова Н.Г. Возможности мультимедиа в учебном процессе // Университетский округ. - Оренбург, № 8. - 2004. - С. 51-56.

21. Семенова Н.Г. Использование мультимедиа технологий в лекционном курсе // Современные наукоемкие технологии. - № 2. - 2004. - С. 95-97.

22. Семенова Н.Г. Проблемы и перспективы информатизации образования // Университетский округ. - Оренбург. - № 9. - 2005. - С.34-37.

23. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Мультимедийный курс лекций по дисциплине «Теоретические основы электротехники» // Компьютерные учебные программы и инновации. - №1. - 2005. - С. 25-26.

24. Реализация мультимедиа технологий в профессиональном образовании // Ученые записки. Выпуск 17. - М.: ИИО РАО, 2005. - С.231-234.

25. Образовательные возможности мультимедийных Интернет-пособий // Успехи современного естествознания. - № 8. - 2005. - С. 62-65.

26. Семенова Н.Г., Михайлов С. Мультимедиа технологии в образовании // Перспектива № 6. - Оренбург, 2005, С.25-28

27. Болдырева Т.А., Семенова Н.Г. О влиянии МТ на отношение студентов к учебной деятельности // Перспектива №5. - Оренбург, 2005, С.19-24

28. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Информационные и коммуникационные технологии в профессиональном образовании // Современные проблемы науки и образования. - М. - № 6, 2006.- С.97-99.

29. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Психолого-педагогические возможности мультимедийных курсов лекций // Современное электронное обучение, Материалы Международной конференции. - Варна (Болгария), 2006. - С.121-127.

30. Семенова Н.Г. Реализация технологий мультимедиа на лекционных занятиях // www.rusnauka.com/PNR_2006/Pedagogica/5_+semenova.doc.htm

31. Семенова Н.Г. Возможности применения технологий мультимедиа на лекционных занятиях // Традиции и педагогические новации в электротехническом образовании Материалы VII-й Международной научно-методической конференции. - Астрахань. - 2006. - С.348-351.

32. Семенова Н.Г., Чернев С.В. Мультимедийное учебное пособие «Методы расчета линейных электрических цепей» // Компьютерные учебные программы и инновации. - М.- № 10. - 2006. - С. 55.

33. Семенова Н.Г., Цикановская М.И. Мультимедийный курс лекций «Электрические и электронные аппараты» // Компьютерные учебные программы и инновации. - М. - № 10. - 2006. - С. 60.

34. Семенова Н.Г. Реализация мультимедийных обучающих систем в инженерном образовании // Ученые записки. Выпуск 19. - М.: ИИО РАО, 2006. - С.50-55.

35. Семенова Н.Г. Классификация видеоряда, используемого на лекциях Мультимедиа // Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности. «АСТИНТЕХ-2007». Материалы Всероссийской научной конференции. - Астрахань, 2007. - С.153-157.

36. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Некоторые особенности обучения на электроэнергетическом факультете // Сб. трудов Всероссийского симпозиума. - Казань, 2001. - С. 103 - 107.

37. Семенова Н.Г. Применение мультимедийных технологий в образовательном процессе // Сб. трудов Всероссийской НТ и МК «Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование». - Оренбург, 2003, С.28-30.

38. Семенова Н.Г. Некоторые дидактические возможности мультимедийных технологий // Сб. трудов VI Всероссийской НТК «Новые информационные технологии». - Таганрог, 2003, С.390-395.

39. Семенова Н.Г. Применение мультимедийных технологий в образовательном процессе // Сб. трудов Всероссийской НПК «Модернизация образования» - Оренбург, 2004, С.310-312.

40. Семенова Н.Г. Использование информационных технологий при изучении общеинженерных дисциплин // Сб. трудов Всероссийской НПК «Модернизация образования» - Оренбург, 2004, С. 288-290.

41. Семенова Н.Г., Кузина И.В. Принципы и закономерности формирования профессиональной мобильности // Сб. трудов Международной НПК «Формирование профессиональной культуры специалистов 21 века в техническом университете». - С-Петербург, 2004, С.120-124.

42. Семенова Н.Г., Кулеева Л.И., Зайцев А.В. Мультимедиа технологии в электротехническом образовании // Сб. трудов Всероссийской НПК «Новые информационные технологии». - Чебоксары, 2004, С.294-296.

43. Семенова Н.Г., Семенова Л.А. Практическая реализация мультимедийных педагогических средств в учебном процессе // Сб. трудов Всероссийской научной конференции с международным участием «Новые информационные технологии». - Таганрог, 2004, С.298-302.

44. Семенова Н.Г. Реализация МТ в профессиональном образовании // Сб. трудов Всероссийской НПК «Формирование профессиональной компетентности». - Бузулук, 2005, С.102-105.

45. Быковская Л.В., Семенова Н.Г., Воробьева С.А. Использование информационных технологий при изучении ТОЭ // Сб. трудов XVI Международной НК «Применение новых технологий в образовании». - Троицк, 2005

46. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Реализация технологий мультимедиа на лекционных занятиях // Сб. трудов Международной НПК «Передовые научные разработки - 2006», Т.10. - Днепропетровск, 2006, C.89-91.

47. Семенова Н.Г., Макаев А.Р. Эргономические требования, предъявляемые к мультимедийным курсам лекций // Сб. трудов Всероссийской НПК «Развитие университетского комплекса как фактор повышения инновационного и образовательного потенциала региона». - Оренбург, 2007.

48. Семенова Н.Г. Организация проблемной лекции с применением технологий мультимедиа // Сб. трудов IV-й Международной НМК «Новые образовательные технологии в вузе». - Екатеринбург, 2007, С.275-278.

49. Семенова Н.Г. Дидактические возможности мультимедийных обучающих пособий // Сб. трудов Международной НПК «Новые информационные технологии в образовании». - Екатеринбург, 2007. - С. 134-136.

Программы для ЭВМ

50. Семенова Н.Г., Чернев С.В. Методы расчета линейных электрических цепей. - Мультимедийное учебное пособие. - М.: ОФАП № 3481 от 21.05.2004

51. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Теоретически6е основы электротехники. Часть 1. Мультимедийный курс лекций. - М.: ОФАП № 2937, от 30.10.2003.

52. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М. Теоретически6е основы электротехники. Часть 2. Мультимедийный курс лекций. - М.: ОФАП № 3483, от 21.05.2004.

53. Семенова Н.Г., Цикановская М.И. Мультимедийный курс лекций «Электрические и электронные аппараты». - М.: ОФАП. 36774 от 22.08 2006.

54. Семенова Н.Г., Семиколенов А.В. Мультимедийное учебное пособие «Линейные электрические цепи постоянного тока». - М.: ОФАП № 6575 от 10.07.2006.

55. Семенова Н.Г., Зайцев А.В. Мультимедийная обучающая система по дисциплине ТОЭ. - М.: ОФАП № 8148 от 16.04.2007.

56. Семенова Н.Г., Завьялова Е.В.Тестирующая программа по ТОЭ, раздел «Электрические цепи синусоидального тока». - М.: ОФАП № 8563 от 28.06.2007.

Отчеты по научно-исследовательской работе

57. Семенова Н.Г., Вакулюк В.М., Воробьева С.А. Новые технологии при модульном изучении курса ТОЭ: Отчет по г/б 0194000413 инв. № 02200502103. - Оренбург: ОГУ, 2005. - 20 с.