Радіоелектроніка в системі формування фізичних і технічних знань у середніх загальноосвітніх та вищих педагогічних навчальних закладах

На цій основі здійснено удосконалення структури і змісту вивчення радіоелектроніки у педагогічних вузах. Варіативна програма курсу для спеціальностей 7.07.0101 та 7.080101 складена з урахуванням фахової спрямованості, побудована за блочно-модульним принципом, що відтворює логіку та оптимізацію пізнання курсу.

Блочно-модульний інваріант програми курсу радіоелектроніки

Блок I. Електроніка

Модулі:

1.1.Фізичні основи радіоелектроніки.

1.2.Лінійні, нелінійні і параметричні кола та процеси в них.

1.3.Вакуумні, газонаповнені та напівпровідникові прилади.

1.4.Електроні підсилювачі.

1.5.Генератори електричних сигналів.

Блок II. Основи радіотехніки і телекомунікації.

Модулі:

2.1.Нелінійні і параметричні перетворення сигналів.

2.5. Розвиток засобів обміну та збереження інформації.

Блок III. Електронні системи в автоматиці і обчислювальній техніці.

Модулі:

3.1. Елементи обчислювальної техніки.

3.2. Елементна база та функціональні вузли ЕОМ.

3.3. Основи автоматики. Радіоелектронні пристрої в автоматичних системах.

3.4. Основи радіолокації та телемеханіки. Нові системи управління і автоматизації.

3.5. Елементи радіоелектроніки, автоматики і обчислювальної техніки в школі.

Програмою також передбачено виконання фахово-спрямованого варіативного практикуму.

Ряд тем, що розроблені дисертантом у посібниках, винесено на самостійне опрацювання студентами.

На основі принципу неперервності і ступеневості у розділі розглядається неперервно-послідовна структура рівневого вивчення радіоелектроніки у загальній системі формування фізичних і технічних знань, де враховані основні вимоги і об'єм знань з усіх розділів радіоелектроніки, як в загально-світній школі так і в педагогічному вузі. За складністю і змістом визначено три рівні знань, які можна охарактеризувати як середні, достатні та високі.

При обгрунтуванні структурно-логічної зміни у системі викладання радіоелектроніки для спеціальності “фізика, інформатика і астрономія” було висунуто гіпотезу про можливість виконання лабораторного практикуму з радіоелектроніки у п'ятому та шостому семестрі обсягом 17 - 18 годин на базі знань курсу фізики. Протягом 1997-2002 років задум успішно впроваджено.

Такий підхід вимагав структурних змін у теоретичній підготовці студентів за рахунок модернізації вивчення розділу “Електрика і магнетизм” курсу загальної фізики, психолого-педагогічного аналізу вибору робіт практикуму, методичної комп'ютерної підтримки, особистнісно - орієнтованої форми навчання.

Оскільки радіоелектроніка, як і фізика, є експериментальною наукою, тому навчальний і лабораторний експерименти є важливими системними елементами засвоєння курсу. У радіоелектронних експериментах можна виділити три групи експериментально-розрахункових робіт: фізичні задачі, що формують загальний світогляд і дають певне базове розуміння закономірностей і процесів у системах; спеціалізовані задачі, в яких обумовлюються закономірності, що характерні у практичних радіоколах; практичні задачі, побудовані на результатах експериментальних вимірювань, до яких можна віднести і тестові завдання.

Проте без математичного апарату довершеність будь-яких експериментальних робіт неможлива. Експеримент підтвердив, що використання аналітичних підходів при розгляді радіоелектронних процесів сприяє підвищенню коефіцієнта засвоєння інформації на 14-17%, у залежності від попередньої підготовки з курсу загальної фізики.

У дисертаційній роботі представлені групи фізичних і тестових завдань, що охоплюють інваріантні блоки структури курсу та забезпечують вищій рівень засвоєння курсу.

При модифікації змісту курсу радіоелектроніки сформувалися п'ять основних напрямків: модель навчального предмету; блочно-модульна структура вивчення; послідовність, ступеневість та багаторівневість навчання; варіативність та інваріант змісту; оптимізація змісту, засобів і методів навчання.

Експеримент дозволяє зробити висновок, що рівень сприймання в значній мірі залежить від структурування змісту, послідовності викладення навчального матеріалу, логічних зв'язків між розділами, раціональності і необхідності інформації, ефективності, поступовості ускладнення.

Розпочинати курс слід з історико-виробничих питань хронології виникнення і розвитку радіоелектроніки; означення місця радіоелектроніки у фаховій підготовці та політехнічній освіті; суспільно-економічного значення радіоелектроніки; міжпредметних зв'язків та ролі фундаментальних наук у розвитку радіоелектроніки; трансформації радіоелектронної науки і техніки. З метою логічності і цілісності сприйняття курсу, як вузлова, має розглядатися тема “Радіо-, телелінія і основні процеси в ній”. Найкраще цю тему можна подати у формі запитань і відповідей, ігри за формуванням і відтворенням сигналів інформації, розглядаючи фізичні основи перетворень. Методична структура теми представлена у дисертаційній роботі. У розділі розроблена тема “Радіолокація як система комплексного використання радіо- і телезв'язку”, яка у шкільному курсі фізики потребує певної корекції, оскільки у формуванні базових знань з радіоелектроніки є фізичні основи підсилення, генерування електричних сигналів. У розділі представлені розробки цих тем за принципом опорних конспектів та запропоновані дисертантом варіативні підходи до реалізації ідеї.

Таким чином, на основі психолого-педагогічного аналізу сформульована і реалізована ідея модифікації структури курсу з урахуванням його основного завдання, - формування фізичних і технічних знань учнів, фахівців фізики та інтегрованих з фізикою спеціальностей.

У четвертому розділі “Засоби підвищення пізнавальної активності та рівня знань з радіоелектроніки і фізики учнів середніх шкіл та студентів педагогічних вузів” проаналізовані причини необхідності активізації пізнавальної діяльності. Вони обумовлені декількома факторами: зміною мотиваційних акцентів при виборі фаху випускниками шкіл; демографічними проблемами; послабленням уваги до фізико-технічних дисциплін у загальноосвітній школі; недостатнім забезпеченням дидактичними засобами; перебудовчим періодом освіти; консерватизмом і тенденційністю освіти, і, в решті решт, ставленням суспільства до освіти в цілому і, зокрема, до фізичної та технічної.

У роботі розглянуто форму реалізації дидактичних і методичних принципів через проблемне та самостійне навчання. Зазначається, що проблемне навчання виступає засобом активізації пізнавальної діяльності учнів і студентів у тому випадку, коли наявні суб'єктно-дієвісний метод та самостійна творча діяльність.

Взаємозв'язані категорії активізації, інтенсифікації та ефективності в певній мірі визначають кінцевий результат, але не є тотожними. Будучи передумовою і засобом підвищення ефективності, інтенсифікація відображає форму і метод навчання і є якісною стороною процесу. Ефективність є кількісним показником процесу навчання, характеризує досягнуту мету.

Головний задум інтенсифікації навчання і пізнавальної діяльності полягає у поєднанні педагогічної ідеї з практикою, з новими технологіями. З метою реалізації даного положення у навчальному процесу активно використовувалися комп'ютерні мультимедійні посібники, розроблені дисертантом.

Важливе місце в дисертаційному дослідженні займає фахово-наукова спрямованість радіоелектроніки і міжпредметні зв'язки.

Стосовно вивчення радіоелектроніки зазначено, що визначаючи роль і місце її у навчальному процесі, слід концептуально означити дві позиції. По-перше, радіоелектроніка є прикладною фізикою, що сприяє більш глибокому наочному сприйняттю і засвоєнню фундаментальних наук. По-друге, радіоелектроніка сприяє широкій політехнізації шкільної і вузівської підготовки, поглиблює технічну грамотність та розширює науковий кругозір учнів і студентів.

Велике значення у цьому належить пошуково-експериментальним роботам лабораторного практикуму з розділів “Радіотехніка”, “Електронні системи”, а також навчання на факультеті допоміжних професій за профільною програмою.

На основі досліджень узгоджено навчальні плани і програми радіоелектроніки і фізики, розроблені ефективні форми контролю знань студентів, здійснено пошук та впровадження нових форм, методів і засобів навчання у школах та педагогічних вузах. Визначено інваріант знань курсу радіоелектроніки, проведено уніфікацію вимог, оптимізацію засобів стимулювання, що дозволило використати диференціальні підходи до оцінювання знань студентів. Розроблено психолого-педагогічну структуру домінантних факторів діяльнісно-пізнавальної активності, що базується на мотиваційному, змістовно-оперативному, емоційно-вольовому факторах та конкретизованих елементах кожного із напрямків. Багатоваріантність складових факторів обумовлена універсальністю ознак, а також специфікою навчального предмету, його інтегральністю та політехнічністю.

На сьогодні чітко визначено три основні моделі розв'язання проблеми активізації навчально-пізнавальної діяльності. По-перше, - традиційна модель, що характеризується в цілому посиланням на рівень стандартизованих системою освіти вимог, які визначаються рівнем методичного і технічного забезпечення, системою контролю і заохочення. По-друге, - модель, що враховує дієвісно-особистнісні та індивідуальні особливості суб'єкта навчання. По-третє, - модель, що передбачає об'єднання теоретичних тем, практикуму та індивідуальних завдань з змістовим модулем.

Такий поділ теоретичного курсу на модулі у поєднанні з тестовим контролем знань при виконанні лабораторного практикуму сприяє інтенсифікації процесу навчання, поглибленому засвоєнню теоретичного матеріалу курсу. Розроблена система модульного підходу до вивчення радіоелектроніки та рейтингового контролю знань з розділів курсу є одним із аспектів нових технологій навчання. Але виявилось, що модульна побудова теоретичного матеріалу і розроблений до кожного модуля лабораторний практикум без системної діагностики знань не дають бажаних результатів. Тому у роботі враховано ряд особливих положень і обставин, а саме: радіоелектроніка - навчальна дисципліна, яка для ефективного засвоєння вимагає глибоких узагальнених знань з усіх розділів курсу загальної фізики; радіоелектроніка вивчає процеси, властиві таким лекційним курсам, як електроніка, автоматика, обчислювальна техніка і радіотехніка, кожен з яких в окремих випадках є контрольованим блоком модулем; радіоелектроніка - важливий навчальний предмет у підготовці фахівців, спрямований на поглиблення практичних навичок при виконанні навчального експерименту з фізики та засвоєнні основ технічних дисциплін.

Оцінка ефективності роботи та рівень знання курсу студентами здійснювалися за запропонованою рейтинговою системою.

Індивідуальний рейтинг студента із засвоєння дисциплін всього курсу розраховувався за емпіричною залежністю , де

Р - рейтинг, n - кількість розділів, mc - кількість контролів в розділах, kc - коефіцієнт складності ; ka - коефіцієнт активності студента і варіюється у межах ; kя - коефіцієнт якості знань; Б - бал за позааудиторну роботу. На цій основі вироблено єдиний підхід до визначення універсального індексу студента, що характеризує рівень його кваліфікації:

,

де Бmax - максимально можлива кількість балів, що може набрати студент протягом вивчення конкретного курсу, зокрема, електроніки, радіотехніки, основ автоматики і обчислювальної техніки.

Підсумковий рейтинг визначається за розробленим дисертантом методом на базі етапних складових. Гуманістичний аспект такого підходу полягає у послабленні психологічного навантаження студента при підготовці до заліків і екзаменів та у боротьбі за оцінку.

Засобом розвитку пізнавальної активності студентів ми бачимо підготовку майбутніх вчителів фізики та трудового навчання до керівництва науково-технічною творчістю учнів, а також активізацію їх власної науково-дослідницької роботи. Погоджуючись, в цілому, з тим, що мета науково-технічної творчості полягає у формуванні технічно-конструкторських знань і умінь та розвитку творчих наукових здібностей, слід зважити на важливість організаційної складової цього процесу та умілого спрямування пошукової творчої діяльності з елементами розвиваючих засобів пізнавальної активності.

Початкова стадія науково-технічної творчості може носити інваріантну основу, що у подальшій роботі природно трансформується у варіативне відтворення концепції дослідника, творчу пошукову діяльність, створення проектів, методика підготовки та написання яких представлена в роботі. Заключна частина розділу присвячена методиці формування технічно-конструкторських навичок при виконанні монтажних робіт з радіоелектроніки.

У п'ятому розділі “Організація і результати педагогічних експериментів, оцінка ефективності розробленої системи та її методичного забезпечення” обгрунтовано ефективність педагогічного експерименту по систематизації вивчення курсу радіоелектроніки у середній загальноосвітній школі і вищих педагогічних навчальних закладах, удосконалення змісту навчання, засобів інтенсифікації навчального процесу та комплексної діагностики знань.

Дослідно-експериментальне обґрунтування концепції структурування і удосконалення змісту курсу “Радіоелектроніка” та побудова на його базі системи вивчення основ електроніки, радіотехніки, автоматики і обчислювальної техніки у загальноосвітній школі виконувалося на базі шкіл міста Києва, Київської, Житомирської, Черкаської областей, Республіканської очно-заочної фізико-технічної школи у відповідності до вимог логіки, послідовності та наступності у побудові теоретичного курсу та експерименту.

На початковому етапі дослідження було проаналізовано значення лабораторного практикуму у вивченні курсу радіоелектроніки при фаховій підготовці з фізики. Розглянуто ступінь трансформації знань з радіоелектроніки на школи.

Наступним етапом (1997-1999 рр.) дослідження було створення гуртків технічної творчості і факультативів з радіоелектроніки у загальноосвітніх школах Бориспільського, Броварського, Білоцерківського, Згурівського, Монастирищенського районів та у школах м.Києва. Ативно пропагувалися і вивчалися елементи радіоелектроніки у Республіканській очно-заочній фізико-технічній школі при фізико-математичному факультеті НПУ імені М.П. Драгоманова. Результати пошуків позитивні. Вони виражаються у виборі фізико-технічних професій та рівнем успішності випускників зазначеної школи, охоплених експериментом, при навчанні у педагогічному вузі на спеціальностях: “фізика і астрономія”, “математика і фізика”, “загальнотехнічні дисципліни”.

Результати статистичної обробки експериментальних даних методом кореляції рангів, зокрема, керуючись системою Крюгера і Спірмена.

Одним із важливих результатів проведеного експерименту є зростання рівня зацікавленості радіоелектронікою. За час проведення експерименту середні коефіцієнти рівня зацікавленості зростали: у 5-8 класах - від 6 до 13 відсотків; у 9-11 класах - від 9 до 14 відсотків.

Отже, педагогічний експеримент в цілому підтвердив очікуваний результат: по-перше, формується зацікавленість такою галуззю науки, як “Радіоелектроніка”; по-друге, в процесі гурткової роботи та прослуховуванні факультативі учнів в достатній мірі засвоїли основи радіоелектроніки, як прикладної фізики; по-третє, зазначено ріст рівня знань окремих розділів та фізики в цілому; по-четверте, чітко визначалася фізико-технічна направленість професійного орієнтування.

Експеримент засвідчив високий рівень знань з фізики учнів, що вивчали радіоелектроніку в гуртках і на факультативах, а також засвоєння ключових розділів, що є фундаментом електроніки, її використання в автоматичних системах і обчислювальній техніці.

Педагогічні опитування серед студентів, учителів фізики і трудового навчання, а також керівників освітніх закладів та установ “Чи слід вивчати радіоелектроніку, радіотехніку, основи автоматики і обчислювальної техніки?” Показали, що відповіді респондентів залежать від педагогічного досвіду та бачення шляхів трансформації освіти в серед загальноосвітніх школах

Позитивну відповідь дали студенти після активної педагогічної практики із середнім балом успішності 4,3 (; при n - 420), а також вчителі зі стажем роботи від 5 до 10 років. У процесі експерименту зросло на 43% число студентів, які заявили про можливість керувати радіотехнічними гуртками в школах , якісно виконувати демонстраційний і лабораторний експеримент, залучати учнів до НТТ та виготовлення діючих моделей.

Поряд з цим зацікавленість радіоелектронікою, створення радіотехнічних приладів, а також електронними процесами і функціонуванням вузлів ЕОМ виявило більше 60% студентів.

У випадку застосування запропонованих технологій навчання знання, вміння і навички студентів експериментальних груп вищі ніж контрольних, але частина студентів виявила слабкі навички застосування теоретичного матеріалу у навчальному і науковому експерименті.

Блочно-модульний принцип викладання теоретичного курсу і виконання практикуму обумовило реформування змісту лекційного курсу та методики навчання. На основі попередніх етапів досліджень нами внесено зміни в структуру і організацію лабораторного практикуму.

Протягом 1997-2002 років нами виконаний експеримент, пов'язаний з самостійним вивченням теоретичного курсу “Основи електроніки” студентами спеціальності “Фізика, інформатика і астрономія” у п'ятому семестрі та паралельного виконання ними циклу лабораторних робіт в рамках розділу на теоретичній базі модифікованого розділу “Електрика і магнетизм” курсу фізики. Це дало можливість забезпечити вищий рівень знань з фізики за рахунок вивчення і аналізу в різних курсах фізичних процесів і закономірностей, а також поглибити дані знання за рахунок лабораторного практикуму.

Порівняльний аналіз результатів вивчення радіоелектроніки, основ автоматики обчислювальної техніки дозволяє зробити висновок про ефективність запропонованого підходу. Зокрема, середній рівень знань підвищився і становить 5,7 бала. Зросла кількість студентів, що навчаються на достатньому і високому рівні. Збільшилися до 25% студентів які вибрали навчання за варіативною компонентою. Застосування рівневого підходу як у плануванні так і в аналізі знань дало можливість чітко визначити межі варіативної інваріантної складової курсу та об'єми теоретичного матеріалу, що винесені на самостійне опрацювання. Блочно-модульне рівневе вивчення курсу “Радіоелектроніка і електронні системи” дозволяє скоротити кількість аудиторних годин, оптимізувати і перерозподілити курс в рамках нових навчальних планів, сприяє якісній діагностиці знань студентів по окремих розділах та темах, а також ефективно запроваджувати рейтингове оцінювання знань, гуманізувати процес навчання в сучасних умовах перебудови освіти.

Висновки

У дисертаційній роботі зроблено теоретичне узагальнення і показано нове практичне розв'язання проблеми формування фізичних і технічних знань у середніх загальноосвітніх і вищих педагогічних навчальних закладах шляхом створення цілісної системи вивчення радіоелектроніки.

Необхідність і своєчасність такого дослідження зумовлені пріоритетним положенням фізики і радіоелектроніки у сучасних умовах розвитку іноваційних виробничих технологій, у вирішенні проблем фахової і методичної підготовки вчителів фізики і виробничих технологій до виконання ними навчально-виховних функцій у рамках сучасної парадигми та стандартів освіти.

Вивчено сучасний стан проблеми навчання фізики і радіоелектроніки у середній загальноосвітній школі і методичної підготовки вчителів фізики, інтегрованих фізико-технічних дисциплін. Встановлено, що існуючі системи вивчення радіоелектроніки у школі та педагогічних вузах України не забезпечують належної репрезентації цієї важливої трансгалузевої науки у нових конкурентноздатних виробничих технологіях, а також її теоретичної і методичної ролі у формуванні фізико-технічних знань учнів і студентів для подальшого їх використання на практиці.

Ретроспективним оглядом і дослідженням соціально трансформаційних тенденцій вивчення фізики і технічних дисциплін у педагогічних вузах і середніх загальноосвітніх школах України встановлено, що науково-технічному і промисловому зростанню економіки держави передує 8-10 років розширеного і поглибленого вивчення фізики у школі та педагогічних навчальних закладах, зростання рівня їх методичної і експериментальної бази. Виявлені суспільно-економічні передумови досліджень у галузі радіоелектроніки, напрямків розвитку високотехнологічних електронних систем і удосконалення структури вивчення прикладних фізичних дисциплін.

Інтеграційні процеси освіти України у світову систему пов'язані з комплексом протиріч і раціональним їх розв'язанням. В умовах реформування школи і вищої педагогічної освіти система методичної підготовки вчителів фізики та виробничих технологій не задовольняє у достатній мірі вимоги соціального замовлення суспільства. Тому є необхідність удосконалювати її з урахуванням специфіки і різноплановості вимог до діяльності вчителя за умови ступеневої освіти та тенденцій інформаційно-комунікаційних технологій.

Дослідження різних підходів до вивчення радіоелектроніки у школі, виокремлення її як навчального розділу курсу фізики, гурткової та факультативної форм навчання, аналіз існуючих посібників і програм, обумовили розробку власної ступеневої диференційованої моделі вивчення курсу в основній і старшій загальноосвітніх школах.

До особливостей розробленої моделі вивчення радіоелектроніки у середній загальноосвітній школі та аналогічної моделі у вищому педагогічному навчальному закладі слід віднести: дотримання освітніх стандартів; визначення інваріантної і варіативної складової змісту при профільному (фаховому) навчанні; поглиблення теоретичних знань курсу (зокрема, формування основних понять, вивчення закономірностей і процесів, що мають чітку фізичну інтерпретацію); поєднання теорії, сучасних технологій навчання і навчального експерименту; створення умов для розвитку науково-технічної творчості. Навчання радіоелектроніки у загальноосвітній школі та педагогічному вузі, безумовно, можливе лише у контексті міжпредметних зв'язків з фізикою, математикою, автоматикою, обчислювальною технікою та іншими технічними дисциплінами.

При створенні моделі навчання курсу “Радіоелектроніка і електронні системи” у педагогічному вузі були розроблені критерії вимог, які враховують оптимальний рівень знань і умінь фахівця, зокрема уміти: пояснити процеси і закономірності у електронних системах, користуючись фізичними законами і поняттями; створити навчально-експериментальну базу в школі та ефективно її використовувати; користуватися шкільною радіоелектронною оргтехнікою і радіо-, телекомунікаціними системами, знати їх будову; організовувати науково-дослідницьку роботу учнів з використанням радіоелектронних приладів та ін.

Пошуковий експеримент і теоретичні дослідження засвідчують, що в умовах інформатизації і розвитку телекомунікаційних систем та переходу до неперервної освіти необхідна фундаментальна і методична освіта вчителів фізики та вчителів інтегрованих з фізикою технічних дисциплін. З цією метою доцільним є впровадження дистанційних форм навчання з використанням комп'ютерного моделювання та мультимедійних посібників.

Новим у дослідженні є створення системи вивчення радіоелектроніки у тісному зв'язку з фізикою за принципами неперервності і послідовності навчання у школі і педагогічному вузі, професійного відбору учнів через особистнісно-орієнтоване навчання у профільних класах, ліцеях, очно-заочній фізико-технічній школі, участь у гуртках, факультативних заняттях, МАН. Новим є також проектування змісту, форм і методів вивчення радіоелектроніки у вузі на шкільний процес; розробка власної концепції рівневого вивчення радіоелектроніки в школі, яка опирається на психолого-фізіологічні вікові особливості учнів; рівень фахової підготовки майбутнього вчителя і його знання радіоелектроніки; дієвісно-особистнісний підхід до навчання; психологічні основи методичної системи підготовки майбутнього вчителя фізики і виробничих технологій; власні дидактичні розробки дисертанта.

У процесі експериментальних досліджень одержані такі результати:

Розроблена структурна схема радіоелектроніки як навчального предмету. Визначені: функції радіоелектроніки у навчальній, методичній, науковій і виховній роботі у школі і вузі; тематично-структурні зв'язки фізики і радіоелектроніки; головні завдання радіоелектроніки у формуванні фізичних і технічних знань учнів загальноосвітніх шкіл і студентів вищих педагогічних навчальних закладів.

Сформульовані визначальні чинники варіативної та інваріантної побудови курсу “Радіоелектроніка та електронні системи” як логічно-понятійного структурування і фахової спрямованості навчання студентів педагогічних вузів фізичних і загальнотехнічних спеціальностей. Розроблена неперервно-послідовна система рівневого вивчення навчального предмету за блочно-модульним принципом.

На основі суб'єктно-дієвісних підходів до вивчення радіоелектроніки розроблено науково-методичну психолого-фізіологічну концепцію модифікації структури курсу, формування змісту навчання як неперервного когнітивного процесу в середній загальноосвітній та вищій педагогічній школах. Створені блочно-модульні навчальні програми курсу і засоби організаційного забезпечення знань студентів. Доведено значення системності логічно-структурної понятійної побудови курсу радіоелектроніки у загальній структурі наукового пізнання.

Виявлені, проаналізовані і систематизовані структурно-тематичні зв'язки курсів “Радіоелектроніка і електронні системи” та “Загальна фізика”, які визначають методи і засоби формування фізичних і технічних знань учнів і студентів у процесі вивчення радіоелектроніки. Обгрунтоване значення фізичної мови, фізичних законів і закономірностей при формуванні концептуальних понять у радіоелектроніці, аналізі процесів, явищ і технічних закономірностей у радіоелектронних системах. Запропоноване паралельне вивчення логічно-змістовних взаємодоповнюючих інтегральних тем для поглиблення знань навчальних курсів фізики і радіоелектроніки. Визначені роль і місце фізичних задач, експериментально-розрахункових і тестових завдань у формуванні правильних фізичних уявлень про радіоелектронні процеси, показано реверсивний вплив технічних уявлень на розуміння теоретичних фізичних закономірностей.

Базуючись на науково-методичних основах формування змісту навчання як сукупності теоретичних і практичних форм, методів і засобів, що характеризують навчальний процес і забезпечують достатній рівень знань, сформульовані принципи удосконалення класичних і впровадження іноваційних технологій навчання радіоелектроніки у середніх загальноосвітніх і вищих педагогічних навчальних закладах. Розроблені форми і методи впровадження нових технологій навчання, зокрема, дистанційної освіти і засобів самостійного вивчення радіоелектроніки, використання комп'ютерної графіки і моделювання, мультимедійних посібників як варіативного методу навчання. Створені комп'ютерні і телевізійні посібники з демонстраційно-лабораторного експерименту.

На основі експериментальних досліджень запропонована система вивчення розділів курсу радіоелектроніки, яка передбачає шлях від загального до конкретного з поетапним вивченням складових структурних елементів радіо- і телелінії передачі сигналів інформації. Обгрунтований вибір і здійснена методична розробка тем, що є базовими і принциповими у формуванні знань з радіоелектроніки і виясненні фізичних закономірностей і процесів у електронних системах.

Сформульовані психолого-педагогічні засади активізації пізнавальної діяльності як домінантного фактору у формуванні фізичних і технічних знань студентів при вивченні радіоелектроніки. Досліджена роль внутрішньої і зовнішньої системи управління як засобу оптимізації навчання. Удосконалена система інтенсифікації навчання шляхом впровадження ефективних методів діагностики знань з використанням уніфікованих тестових завдань та варіативної компоненти блочно-модульного контролю. Вироблена методика рейтингового контролю знань курсу “Радіоелектроніка і електронні системи” студентами фізичних та інтегрованих з фізикою спеціальностей.

Визначена роль навчального експерименту, охарактеризовані особливості класичного і комп'ютерно модельованого представлення процесів і закономірностей у схемах радіоелектронних блоків. Розроблені методичні поради по виконанню демонстраційного та лабораторного експериментів. Створений інваріантний критерій знань студентів (учнів) з радіоелектроніки, який базується на осмисленому виборі методів і засобів дослідження, знанні фізичних закономірностей і процесів, фізико-технічних підходах до експерименту.

Розроблена система вивчення радіоелектроніки у основній та старшій загальноосвітній школі через гуртки технічної творчості, факультативи, конкурсні наукові роботи, уроки фізики і виробничого навчання, що визначило зацікавленість курсом радіоелектроніки і підвищення рівня знань з фізики. Створені навчально-методичні засоби лабораторно-демонстраційного експерименту з фізики і радіоелектроніки. Доведено доцільність виконання конструкторських робіт за принципом комутації та об'єднання модульних блоків універсальних навчальних пристроїв для одержання елементів структури, функціональних вузлів і радіотехнічних пристроїв.

Запропоновані форми, методи і засоби розвитку творчо-наукових і технічно-конструкторських здібностей учнів загальноосвітніх шкіл і студентів вищих педагогічних навчальних закладів. Вказані перспективні напрямки використання радіоелектроніки у наукових роботах з математики і фундаментальних теоретичних та експериментальних фізичних дослідженнях як засобу фахової підготовки вчителів фізики, інтегрованих з фізикою технічних дисциплін та вчителів виробничих технологій.

Ефективність запропонованої системи формування фізичних і технічних знань учнів та студентів у процесі вивчення радіоелектроніки підтверджена результатами педагогічного експерименту у середніх загальноосвітніх та вищих педагогічних навчальних закладах України.

Основний зміст дисертації відображено у таких публікаціях

Монографії та навчальні посібники