В статье рассмотрены возможности виртуальных сред для обучения математике в современной школе. Также перечислены программные модули, которые можно применять для решения математических задач.
Ключевые слова:обучение математике, виртуальная среда, информационные технологии, математическая задача, программный модуль.
Abstract. The article considers the possibilities of virtual environments for teaching mathematics in the modern school. Also examples of the use of software modules to solve mathematical problems.
Keywords: teaching mathematics, virtual environment, information technology, mathematical problem.
Сегодня в России идет формирование новой образовательной системы, ориентированной на вхождение в мировое образовательное пространство. Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса. Также активно обсуждается соответствие существующей системы образования современным направлениям развития страны, запросам общества и государства. Огромное внимание уделяется готовности выпускников школ к самостоятельному принятию решений, к умению жить и работать в информационном обществе. Использование программных модулей в сфере образования позволяет качественно изменить содержание, методы и формы обучения и перейти на новые пути развития творческих начал школьников средствами учебного предмета[5, с. 27]. Профессор В.А. Далингер считал, что система образования поставлена перед проблемой совершенствования ее содержания, поиска новых методов и средств обучения, а также специфических приемов их использования в учебном процессе [1].
Согласно Г.К. Селевко: «Информационные технологии открывают абсолютно новые, еще не исследуемые технологические варианты обучения, связанные с уникальными возможностями современных компьютеров и телекоммуникаций» [6, с. 33]. Использование компьютерной технологии может осуществляться тремя способами:
– как проникающая технология (применение компьютерного обучения по отдельным темам, разделам для отдельных дидактических задач);
– как основная(определяющая, наиболее значимая из используемых в данной технологии частей);
– как монотехнология (когда все обучение, все управление учебным процессом, включая все виды диагностики, мониторинг, опираются на применение компьютера).
Отталкиваясь от этих представлений и специфики этапов обучения школьников решению задач [2, с.15; 8, с.58], используется следующаяметодическая схема (рис.1.):
Рис. 1. Различные стратегии использования ПК при обучении школьников решению математических задач
Считают, что при обучении различным предметамПК должен выполнять вспомогательную функцию, позволяющую обучаемому больше разобраться в сути вопроса, а также закрепить приобретенные знания, приобрести твердые умения и навыки. Применение компьютеров для решения разнообразных задач обучения, воспитания и развития учащихся обосновывается в целом ряде исследований (А.П. Ершов, В.М. Монахов, П.В. Беспалов, И В. Роберт и др.). По мнению многих экспертов, программные модули обучения позволяют повысить эффективность практических и лабораторных занятий по естественнонаучным дисциплинам не менее чем на 30%, а объективность контроля знаний учащихся на 20-25 % [3, с. 43-44].
Использование новых информационных технологий при решении математических задач приобретает все большее значение. В настоящее время разработаномножество виртуальных сред, позволяющих чертить графики любых функций, выполнять построения, проводить доказательства и др. Данные программыиллюстрируют важнейшие понятия, делая это наглядно и быстро, тем самым повышая и активизируя познавательную активность обучающихся. Появляется возможность оптимально интегрировать практическую и аналитическую виды деятельности в соответствии с индивидуальными особенностями обучающегося [4, с.212]. В основе данных сред заложено существенное повышение наглядности, активизации познавательной деятельности ученика, сочетания механизмов вербально–логического и образного мышления.
Методические особенности применения виртуальных сред в обучении математике связаны с возможностью изучения математики на основе деятельностного подхода за счет:
· внедрения элементов эксперимента и исследования в учебный процесс;
· проектирования школьниками объектов реального и виртуального миров;
· моделирования и визуализации математических понятий;
· возможности постановки творческих задач и организации проектной работы;
· осуществления художественной деятельности посредством имеющегося в программной оболочке набора инструментов.
Традиционные требования к знаниям обучающихся (запомнить, уметь воспроизвести) постепенно изменяются в требования к информационным умениям обучающихся (например, поиска знаний, умения найти и применить их при решении определённой задачи). Применять программные модули можно при проведении любого вида урока: при изучении нового материала, закреплении, на уроках обобщения или повторения. Задачей учителя является правильно и эффективно организовать данную работу.
В последнее время масштабное распространение получил такой программный модуль, как «Математический конструктор», позволяющий эффективно организовать учебную деятельность обучающихся, связанную с изменением математической ситуации. Данный модуль предназначен для создания интерактивных чертежей по математике, интегрирующих в себе конструирование, моделирование, динамическое варьирование, эксперимент. Наглядность программного модуля «Математический конструктор» предоставляет школьникам возможность творческой манипуляции с объектами [5, с.29].
При изучении нового материала, объяснив некоторую часть теоретического материала, например, по теме «Тригонометрические уравнения» в 11 классе, содержание которого обучающиеся должны усвоить, учитель готовит их к самостоятельному выполнению практической работы. В частности предоставляет в их распоряжение записи – конспекты лекций, которые дают им возможность, ничего предварительно не заучивая, непосредственно после разъяснений учителя приступить к самостоятельной работе с программным модулем «Алгебра 7-11» (разработчик «Кудиц»), выбрав тему «Тригонометрические уравнения». Для проверки усвоения учебного материала в нем предусмотрены контроль и коррекция учебной деятельности; в случае затруднений можно повторить теорию,тем самым самостоятельно найти и исправить ошибку. Большой иллюстративный материал, цветовая гамма, разборчивость, четкость изображения, разнообразное расположение текста на экране – все это увеличивает эффективность восприятия информации. Цветовой колорит программы соответствует ее функциональному назначению. Однако большой набор команд, сложность в использовании клавиш, могут затруднять самостоятельную учебную деятельность, эта программа требует предварительной работы с самим диском по введению данных с клавиатуры и некоторого опыта работы. Но это не останавливает ребят, увлечённых и избегающих рутинного решения примеров в тетради [7, с.617].
Известно, что учитель в процессе своей работы должен не только передавать учащимся определенный объем информации, но и стремиться сформировать у своих подопечных потребность самостоятельно добывать знания, применяя различные средства, в том числе компьютерные [3, с.44]. Чем лучше организована самостоятельная познавательная активность учащихся, тем эффективнее и качественнее проходит обучение. Компьютер позволяет повысить самостоятельность работы учащихся, которая необходима для перевода знаний извне во внутреннее достояние школьника, учитель может варьировать формы контроля над усвоением учебного материала. Это можно проиллюстрировать использованием компьютера при изучении темы «Применение определенного интеграла к вычислению площадей» на уроках математики.
Подходящим программным средством в качестве компьютерной поддержки темы «Применение определенного интеграла для вычисления площадей» может использоваться табличный процессор MSExcel. Разработка в ней задачи нахождения интеграла позволяет, во-первых, освоить многие операции, изучаемые в программном средстве по предмету ИКТ, и, во-вторых, научиться использовать материал по интегрированию в приложении к вычислению площадей неправильных фигур, заданных графиками функций. Тем самым значительно сокращаются затраты учебного времени по общим предметам. На уроках математики возможно применение специализированных виртуальных сред, таких как «Живая Геометрия», «Курс математики 98» фирмы Компьюлинк, «Живая математика» фирмы Физикон, «Репетитор по математике» фирмы Кирилл и Мефодий.
Применение таких программных продуктов позволяет визуализировать и сделать более наглядными многие математические понятия и абстракции, позволяют развивать пространственное воображение, организовывать контроль знаний. При применении их наряду с традиционными формами работы на уроке позволяют получать хорошие педагогические результаты.
Сейчас ни у кого невызывает сомнений в необходимостииспользованиявиртуальных сред приобучении школьников любых предметов. Особенно важно на уроках математики применять виртуальные среды, таккак математика иинформатика связаны тесным образом, связь между этими предметами нужно продемонстрироватьобучающимся. Сделать это можно, проводя интегрированные уроки математики и информатики, где обучающиесяотрабатывают одновременно поиск решения заданий с помощью виртуальных сред и стандартно, через аппарат математики. Большую роль при обучении математики выполняют уроки-презентации. При использовании таких уроков реализуются принципы доступности, наглядности. Урок-презентация эффективен, с одной стороны своей эстетической привлекательностью, а с другой – между учителем и учеником существует звено, соединяющее их и выполняющее роль посредника. Таким звеном является компьютер, которыйчасто способствует эффективному взаимодействию. Урок-презентация также обеспечивает большой объем информации изаданий закороткий период. Всегда можно вернуться к показанному материалу ранее слайду, в то время как обычная школьная доска невмещаеттакой большой объем, который можно вместить слайд) [7, с. 618].
Учеников старшего звена полезно знакомить спрограммными модулями, предназначенными непосредственно длявыполнения математических операций – математических пакетов. Особенно часто имиможно пользоваться, если ученики увлекаются исследовательскими задачами илимоделированием.
Таким образом, использование программных модулей на уроках математики позволяет реализовывать следующие цели процесса обучения: повысить качества знаний по теме, продолжить формирование информационной культуры, наиболее полно реализовать учебные возможности каждого ученика.
Следует отметить также, что применение виртуальных сред приизучении различных предметов впервую очередь требует высокой подготовки учителя-профессионала, который знаком сэтими программами иумеет сними работать. Во-вторых, уроки сприменением компьютера позволяют выполнить больший объем заданий, операций, действий ипри этом качественно. Возможности программного обеспечения растут скаждым днем, компьютер всебольше ибольше внедряется вовсе сферы общества.
Литература:
1. Далингер В.А. Когнитивно-визуальный подход и его особенности в обучении математике// Электрон. науч. журн. «Вестник ОГПУ», 2006 [Электронный ресурс]. URL: http:// http://www.omsk.edu/article/vestnik-omgpu-151.pdf (дата обращения: 07.11.2014).
2. Зайкин М.И., Арюткина С.В., Зайкин Р.М. Цепочки, циклы и системы математических задач: Монография / Под общ. ред. М.И. Зайкина. – Арзамас: АГПИ, 2013. – 135 с.
3. Кафтрев А. Ф. Компьютерные программы по физике для средней школы // Компьютерные инструменты в образовании. – Санкт-Петербург, 1998. – №1. –С. 42-47.
4. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. – М: Омега-Л, 2004. – 215 с.
5. Пономарева Е.И., Первушкина Е.А. Развитие креативности школьников при обучении математике в 5-6 классах с использованием интерактивных геометрических сред // Перспективы науки. – 2011. – №1. – С. 27-34
6. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. – М: Народное образование, 1998. – 256 с.
7. Сыров Е.В. О некоторых особенностях обучения школьников математике с использованием возможностей виртуальных сред// Наука молодых: сборник материалов VII Всероссийской научно-практической конференции, 17 декабря 2013 г., Выпуск 7. – Арзамас: Арзамасский филиал ННГУ, 2013. – С. 616-618.
8. Хрестоматия по методике математики. Т.1. Обучение через задачи / Сост. М.И. Зайкин, С.В. Арюткина. – Арзамас: АГПИ, 2005. – 300 с.
