Інформаційно-методичні матеріали технологія інтенсифікації навчання на основі схемних І знакових моделей навчального матеріалу



Сторінка5/5
Дата конвертації15.04.2016
Розмір0.59 Mb.
1   2   3   4   5

 

2.8. Комп’ютерні (нові інформаційні)
технології навчання


Цільові установки:

  • формування умінь працювати з інформацією, розвиток комунікативних здібностей;

  • підготовка особистості “інформаційного суспільства”;

  • необмежене навчання;

  • формування дослідницьких умінь, умінь приймати оптимальне рішення.

Концептуальні положення.

  • Реалізація ідей конструктивізму в навчанні.

  • Навчання – це спілкування дитини з комп’ютером.

  • Принцип адаптивності: пристосування комп’ютера до індивідуальних особливостей учнів.

  • Діалоговий характер навчання. Управляємість: в будь-який момент можлива корекція вчителем процесу навчання.

  • Взаємодія учнів з комп’ютером може здійснюватися: суб’єкт-об’єкт, суб’єкт-суб’єкт, об’єкт-суб’єкт.

  • Оптимальне поєднання індивідуальної і групової роботи.

  • Підтримка в учні стану психологічного комфорту при взаємодії з комп’ютером.

  • Необмежене навчання: зміст, його інтерпретація і додатки як завгодно великі.

 

2.8.1. Нові освітні технології у навчанні математики (С.А.Раков, Т.О.Олійник)


Майбутнє математичної освіти закладається сьогодні, насамперед впровадженням нових освітніх технологій (НОТ) у навчання математики, з метою підвищення ефективності математичної діяльності засобами інформаційних технологій (ІТ). У певній мірі ці сподівання пов'язуються з можливостями реалізувати ідеї конструктивізму у навчанні математики. Формалізація ходу розв'язування задачі (цілком або її фрагментів) та передача їх комп'ютеру для автоматичного виконання — провідна ідея цього процесу. Рівень сучасних ІТ спрощує цю складну задачу, дозволяючи зосереджуватись на змістовних сторонах цього процесу.

ІТ відкривають нові можливості в навчанні математики, насамперед це проявляється в тому, що вони стають для учнів засобом пізнавальної діяльності (експериментування з метою перевірки своїх гіпотез, розв'язання задач, порівняння з передбаченнями теорії). Це відповідає головним напрямам оновлення загальноосвітньої школи — діяльнісному підходу, педагогіки співробітництва., які змінюють як роль і місце вчителя в класі, так і характер пізнавальної діяльності учнів.

Діяльнісний підхід є способом реалізації ідей конструктивізму в навчанні, який став предметом зосередженої уваги педагогів у всьому світі. Конструктивізм у навчанні передбачає таку продуктивну діяльність учня, при якій він самостійно конструює свою систему знань. Засобом реалізації конструктивізму у навчанні виступають діяльнісні середовища, які спрощують проведення комп'ютерних експериментів з метою відкриття математичних закономірностей. Побудова математичних моделей є кінцевим результатом пошукової діяльності учнів.

Систематичне використання діяльнісного підходу у навчанні потребує розробки оригінальних підручників і відповідної методики проведення учбових занять. Наприклад, один з відомих колективів, що очолює професор Е.Кохорс-Фрезенборг, на протязі багатьох років працює над експериментальними підручниками з курсу математики для шкіл Німеччини. Підручники з курсу алгебри для учнів середнього та старшого шкільного віку і відповідні методичні посібники для вчителів видані і використовуються на протязі кількох років у ряді шкіл Німеччини.

Доречно зауважити, що діяльнісний підхід не треба ототожнювати з використанням ІТ — це незалежні поняття. Діяльнісний підхід в навчанні відомий з давніх давен і кожний досвідчений викладач інтуїтивно використовує його у тій чи іншій мірі. Разом із тим, у силу своєї складності та трудомісткості він не набув широкого та послідовного використання у повсякденній практиці, але ІТ змінюють ситуацію на краще.

Стрижнем учбового процесу стає комп'ютерний експеримент, який проводиться у спеціальних навчальних пакетах — діяльнісних середовищах (ДС) або мікросвітах (англ. "microworld"). Значна частина вчителів прихильників такого навчання, як підтверджує міжнародна практика, бачить в мікросвітах можливість концентрувати увагу учнів на основній лінії (стратегії) розв'язання задач. Конструктивізм у навчанні, зокрема проведення комп'ютерних експериментів, не принижує ролі вчителя, а навпаки підіймає її на більш високий рівень - вчитель повинен так змоделювати пізнавальні процеси учнів, так організувати комп'ютерні експерименти і навчальний процес, щоб учні самостійно робили "відкриття" і будували свої власні когнітивні моделі

ДС — це інтерактивні програми, які дозволяють учням виконувати комп'ютерні експерименти у предметній області, причому від учня вимагається тільки обізнаність у самій предметній області, а не в програмуванні. Методологічний зміст такої роботи з ДС полягає у тому, що вона, по суті, перетворює навчальний процес у самоспрямоване навчання, при якому учень має найбільшу свободу у виборі самої стратегії навчання. З існуючих педагогічних програмних засобів до ДС можна віднести, наприклад, пакет GRAN, розроблений під керівництвом академіка М.І.Жалдака (Київський ДПУ) який набув широкого розповсюдження у навчальних закладах України.

Співпрацівниками РЦНІТ при ХДПУ ім. Г.С.Сковороди були розроблені ДС (TRAGECAL, Calculus, Geometry-А) та на основі ДС і професійних математичних пакетів Dегіvе, МаthСАD були створені програмно-методичні комплекси (ПМК) з різних розділів геометрії, алгебри та початків аналізу. Наприклад, ПМК САLCULUS з основ математичного аналізу призначається для проведення 15 навчальних дослідницьких робіт з курсу основ математичного аналізу в середній чи вищій школі.

Для підтримки навчально-дослідницьких робіт з геометрії було розроблено у 1995 році ПМК з елементарної геометрії на площині TRAGECAL (Transformations in Geometry by Computer Aided Learning). ПМК включає в себе ДС TRAGECAL і посібник для викладачів по проведенню різних типів занять з тем "Задачі на побудову" та "Геометричні перетворення площини". ДС TRAGECAL забезпечує виконання геометричних побудов і перетворень фігур як у коман¬дному режимі, так і програмному (для цього використовується спеціалізована мова програмування ОХУGЕN). У ДС TRAGECAL розроблено цикли дослід¬ницьких робіт з тем коло, трикутник, вектори, декартові координати на площині.

За підтримкою фонду "Відродження" було тиражовано ПМК та видано посібник для учнів "Комп'ютерні експерименти в курсі геометрії", до якого включено підбірки задач з таких тем: задачі на побудову, методи геометричних перетворень, задачі на максимум та мінімум, інверсія, геометричні місця точок, група рухів площини. В кожній темі наведено приклади комп'ютерних експериментів для евристичного пошуку розв'язків задач, вказівки до розв'язків задач та самі розв'язки. Додатки включають інструкцію з використання ДС TRAGECAL та мови програмування ОХУGЕN, а також зразки програм.

Висновки. Учбові дослідження можна виконувати і без використання ДС TRAGECAL чи будь-яких інших ІТ, але без них робота була б менш продуктивна.

Впровадження ІТ до учбово-практичного навчання математики не є коротким або простим - повинні сформуватися відповідні об'єктивні умови (рівень технічного забезпечення шкіл, рівень пакетів комп'ютерної підтримки, їх розповсюдження і як наслідок - підготовленість вчителів математики до використання ІТ, зокрема, ДС у навчальному процесі). Послідовне використання ДС передбачає розробку спеціальної методики та підручників, але це потребує часу, а роботу треба починати зараз тому, що тільки в такий спосіб може сформуватись відповідна методика та уявлення про відповідні підручники.

Підвищення ефективності навчання математики засобами ІТ можливе тільки у тісному співробітництві вчителів-практиків, колективів-розробників комп'ютерних програм, науковців-математиків та дидактів. Зокрема, для України виявляються важливими підготовка та видання матеріалів, з конструктивізму у навчанні математиці, який переживає розквіт у більшості країн світу.

Комп’ютерний тренажер з планіметрії.

Запропонований комплекс тренажерів призначений для повторення планіметрії в 10-11 класах. Розроблена система вправ допомагає учням ліквідувати прогалини в знаннях, необхідних при вивченні стереометрії. У комплекс тренажерів з планіметрії входять програми:



  1. Подібні трикутники.

  2. Співвідношення між сторонами та кутами у прямокутному трикутнику.

  3. Обчислення деяких лінійних елементів у прямокутному трикутнику введенням допоміжного кута.

  4. Площі фігур.

  5. Обчислення деяких лінійних елементів (висоти та радіуса вписаного та описаного кола) фігури з використанням формули площі.

  6. Правильні многокутники.

Програма з кожної теми працює у двох режимах. Вибір режиму може бути зроблений як викладачем, так і учнем:

  1. Режим тренажера пропонує учню тренувальні вправи.

  2. Режим контролю допомагає вчителеві організувати перевірочну роботу.

Безпосередня робота із комп’ютерними тренажером починається з розв’язування базових завдань і інтелектуальних умінь. Учень може одержати диференційовану допомогу на різних етапах виконання завдань. Після закінчення роботи з комп’ютером видається таблиця підсумків, незалежно від режиму, в якому працює учень.

Тренажер “Подібні трикутники”

Доцільно розпочати роботу в 10 класі з цього тренажера, оскільки навички розв’язування подібних завдань знадобляться вже при виконанні вправ до параграфу “Паралельність прямих і площин”. Використовуючи демонстраційний комп’ютер повторюється перша ознака подібності трикутників, а також властивість сторін і кутів подібних трикутників. Одночасно з цим учитель знайомить учнів з побудовою тренажера, демонструючи той довідковий матеріал, що може бути запропонований у разі виникнення скрути з розв’язанням завдань.

Після цього закріплюється розділ теорії, що повторюється (учні формулюють властивості сторін і кутів подібних трикутників), і розв’язується завдання, що розкриває механізм одержання пропорції, яка пов’язана з вихідною. Також учням повідомляється, що таке завдання є у вигляді зразка у довідковому матеріалі тренажера.

Тренажер “Співвідношення між сторонами і кутами прямокутного трикутника”.

Вправи, що складають даний тренажер, доцільно виконувати до вивчення параграфів “Перпендикулярність прямих і площин” і “Декартові координати і вектори у просторі”.

Кожний набір вправ у даному тренажері складається з п’яти однокрокових завдань. Набори з першого по четвертий необхідно використовувати в строго встановленій черзі, бо і їх побудові є внутрішня логіка, що дозволяє керувати процесом навчання.

Розв’язування тренувальних вправ переслідує мету – навчити учня користуватися співвідношеннями, що існують у прямокутному трикутнику і раціонально організувати свою роботу.

Сформованість відповідних навичок перевіряється при проведенні перевірчої роботи. Особливої уваги вимагають п’яті завдання. Можливо, їх вирішать не всі, проте завдання на обчислення висоти прямокутного трикутника, що проведена до гіпотенузи, зустрічається так часто (особливо в 11 класі), що даний тренажер значно полегшить роботу вчителя.

Комп’ютерна підтримка діяльнісного підходу при вивченні теми “Вектори на площині”

Запропонований програмно-методичний комплекс (ПМК) “Вектори на площині” розроблено за допомогою засобів пакету TRAGECAL. Найважливіша методична особливість використання ПМК – збалансоване поєднання продуктивних та репродуктивних методів навчання.

До ПМК увійшли програми-тренажери з наступних тем: 1) визначення вектора; 2) координати вектора; 3) додавання векторів; 4) віднімання векторів; 5) множення вектора на число.

Поняття “вектор” у першому тренажері вводиться на основі природничого і наочного зображення про спрямований відрізок. За допомогою даного тренажера формуються навички учнів зображувати і позначати вектор, розрізняти його початок і кінець у записі та на малюнку, відрізняти однаково і супротивно спрямовані вектори, відкладати їх від даної точки.

Другий тренажер дозволяє організувати перевірку рівня засвоєння теми “Координати вектора”. Для розв’язування завдань, підібраних до цієї теми, учні повинні вміти знаходити координати вектора за відомими координатами вектора за відомими координатами початку і кінця, обчислювати абсолютну величину вектора за його координатами.

Третій, четвертий і п’ятий тренажери дозволяють перевірити рівень засвоєння учнями тем “Додавання і віднімання векторів” і “Множення вектора на число”. Операції над векторами (додавання, віднімання і множення) вводяться в координатній формі, завдяки цьому властивості операцій (комутативність, дистрибутивність і асоціативність) легко перевіряються простими обчисленнями, ПМК дозволяє вчителеві не тільки ефективно організувати контроль, але і засвоєння ключових моментів теми, що вивчається. В ПМК передбачена можливість самостійного проведення учнями наукових досліджень. Розглядаючи конкретні приклади, обмірковуючи результати експериментів, учні коректують свої інтуїтивні поняття і роблять дедуктивні висновки за допомогою вчителя чи самостійно.

Комп’ютерна підтримка формування інтелектуальних умінь при вивченні теми “Коло”.

У зв’язку з розвитком інформатизації суспільства з’явилась можливість використання різноманітних ППЗ у навчальному процесі. Зокрема, засоби пакету TRAGECAL дозволяють вирішувати важливі навчальні задачі при вивченні курсу геометрії – від найпростіших (демонстрації) до найскладніших (проведення навчальних дослідницьких робіт). За допомогою пакету TRAGECAL розроблено програмно-методичний комплекс (ПМК) з теми “Коло”, що охоплює матеріал 7-9 класів з планіметрії, який представлено наступними блоками: 1) хорди в колі; 2) кути в колі; 3) дотична до кола; 4) метричні відношення; 5) довжина кола і площа круга.

Запропонований ПМК надає змогу вчителеві організувати як розв’язування геометричних задач в інтерактивному режимі, так і проведення навчальних дослідницьких робіт в беспосередньому режимі. Головна мета проведення дослідницьких робіт: 1) розвиток творчих задатків учнів; 2) нових знань.

У ході проведення дослідницьких робіт (під керівництвом) учень усвідомлює наступні етапи наукового пізнання: 1) постановка проблеми; 2) формування гіпотез розв’язування проблеми (на основі проведених комп’ютерних експериментів); 3) підтвердження або спростування гіпотез.

У залежності від рівня сформованості інтелектуальних умінь учнів можна умовно виділити три рівні навчального дослідження:


  1. Перший рівень визначає евристичний метод навчання (вчитель проводить дослідження, ставить проблему, учні за вчителем або самостійно за планом проводять експерименти, доведення гіпотези виконується під керівництвом вчителя).

  2. Другий рівень визначає частково-пошуковий метод навчання (учні самостійно розв’язують проблему, яка ставиться вчителем).

  3. Третій рівень – дослідницький (самостіна робота учнів).

Другий вид навчальної діяльності - розв’язування геометричних задач з теми “Коло” – реалізується за допомогою тренажерів, у яких відповідно принципу диференційованого підходу передбачено три рівні: перший рівень – обов’язковий, другий – підвищений, третій – творчий.

Комп’ютерна підтримка діяльнісного підходу при вивченні теми “Декартові координати на площині”

Використання ІТР вивченні математики дозволяє залучити учнів до пошуку процесів набуття знань, запобігає реалізації ідей діяльнісного та розвиваючого підходів у навчанні.

Запропонований програмно-методичний комплекс розроблено у діяльнісному середовищі TRAGECAL і орієнтовано на підтримку вивчення теми з планіметрії у 7 класі.

Заняття, що присвячені вивченню нового матеріалу, вчителю доцільно проводити як дослідницьку роботу, використовуючи при цьому безпосередній режим пакету та “Керівництва учнів” до роботи. При проведенні навчальних досліджень учитель тільки спрямовує думку учнів в правильне русло, а висновки стають особистим відкриттям для кожного учня.

На практичних заняттях учні працюють с комп’ютером за планом і під керівництвом учителя. Учням пропонується серія задач, які поступово ускладнюються. По закінченні роботи з комп’ютерними тренажерами на екран виводяться результати проведеної роботи.

За допомогою першого тренажеру перевіряються уміння будувати точки за координатами, визначати знаки координат конкретних точок в залежності від того, в якій чверті вони знаходяться; перевіряється знання учнями того, які абсциси мають точки осі ординат, які ординати мають точки осі абсцис, уміння обчислювати за формулою відстань між точками.

Другий тренажер дає можливість організувати навчання і перевірку рівня засвоєння тем “Координати точок перетину прямих”. Для виконання задач, підібраних у цьому тренажері, учні повинні знати формули обчислення координат середини відрізка і вміти застосовувати ці формули при розв’язуванні задач, знати загальне рівняння прямої, часткові випадки розміщення прямої відносно осей координат, вміти розв’язувати системні лінійних рівнянь.

Третій тренажер надає можливість організувати навчання і перевірку знань учнів з тем: “Рівняння прямої”, “Рівняння кола”.

ЛІТЕРАТУРА


  1. Rakov S.A., Gorokhov V.P. Expbrations in Plane Geometry in Cabri and Derive Environment //Beitrage zum Mathematikunterrricht ; Vortrage auf der 32/ Tagung fur Didaktik der Mathematik vom 2/bis 6/Mдrz 1998 in Mьnchen / fьr die GDM hrsg. von Michael Neubrand.-Hildes heim: Franzbecker, 1998.-c.511-526

  2. Rakov S.A., Gorokhov V.P. Courseware in Geometry (Elementary, Analytic, Differential) Die Deutsche Bibliothek – CIP – Einheitsaufnahme Schwank, Inge: European Research in Mathematics Education 1- Proceedings of the Fist Conferense of the European Society in Mathematics Education , Vo1.1 Forschungsinstitut fur Mathematikdidaktik, Osnabrusk 1999- c.274-285.

  3. Раков С.А., Горох В.П. Компьютерные эксперименты в геометрии. Учеб. Пособие для учащихся по курсу геометрии.-Х.:РЦНИТ-1996.-175 с.

  4. Раков С.А., Ніколаєвська М.І., Олійник Т.О. Організація навчальних дослідницьких робіт з основ математичного аналізу засобами пакета MathCAD.-Навч.посібник, під ред. С.А.Ракова.-Х.:Основа, 1993.-133с.

 

2.8.2. Технологія вивчення стереометрії в старшій школі в умовах
використання нової інформаційної технології (Н.В.Кульчинська)


Цільові установки: Підвищення якості знань, рівня сформованості умінь і навичок; Формування просторової уяви і уявлень, дослідницьких умінь, умінь приймати оптимальне рішення; Формування умінь працювати з інформацією; розвиток комунікативних здібностей.

Концептуальні положення.

  • Реалізація ідей конструктивізму в навчанні.

  • Принцип адаптивності.

  • Діалоговий характер навчання, управляємість.

  • Оптимальне поєднання індивідуальної і групової роботи.

  • Необмежене навчання.

Особливості змісту.

У процесі вивчення стереометрії пропонується використовувати такі засоби: “Геометрія 9-11”” (розроблена колективом Кам’янець-Подільского педінституту) – комп’ютерна підтримка підручника “Геометрія 7-11” О.В.Погорєлова; “СМОГОЛЬ (автори Рамський Ю.С., Смоголь Г.О. Київ) – вивчення тіл обертання, їх об’ємів та площ поверхонь; “Правила-орієнтири зображення просторових фігур на площині” (автор Чередниченко В,Ю,, Київ); інструментальні програми “GRANI” (автор Жалдак М.І., Пеньков А.В., Горошко Ю.В., Київ – Чернігів). А також AUTOCAD, MATHCAD, DERIVE та ін.

Крім вище названих ППЗ для підтримки шкільного курсу стереометрії розроблена автором і запроваджена в навчальний процес пакет програмних педагогічних засобів “STEREO”. Даний пакет складається з восьми програм і використовується при вивченні розділів “Многогранники”, “Тіла обертання”, “Об’єми многогранника”, “Об’єми і площі поверхонь тіл обертання” в курсі стереометрії 11 класу. Для кожної з тем виділено два типи програм: програми для актуалізації знань учнів з даної теми; програми для навчання учнів розв’язуванню задач. В ППЗ передбачено аналіз помилок учня, допущених при виконанні завдань, які умовно подіяються на три види: помилки обчислень; незнання співвідношень між елементами тіл і формул; незнання алгоритмів розв’язування задач конкретного виду. По закінченню роботи комп’ютер оцінює правильність виконання учнем завдань в залежності від кількості, характеру допущених помилок.

Особливості методики.

Проблему навчання доведенням доцільно поділити на декілька послідовно розв’язуваних методичних задач:



  • вивчення готових доведень, вміння відтворювати їх;

  • самостійна побудова доведення за аналогією з вивченими;

  • пошук і виклад доведень вказаним вчителем способом;

  • самостійний пошук і виклад учнями доведення математичних тверджень.

Запровадження в навчання засобів НІТ дає можливість кожну задачу розібрати досконало: виконати чіткий малюк, детально розглянути всі етапи пояснення розв’язування задачі, здійснити дослідження.

Отримання міцних знань, повноцінний розвиток учнів неможливостей без систематичного, добре організованого контролю і за процесом засвоєння, і за результатами навчання. В даному випадку перевага в використанні пакету програмних педагогічних засобів “STEREO”, який дозволяє проводити ефективне управління процесом навчання. Основні параметри, якими характеризується зворотній зв’язок: зміст (сукупність характеристик, які контролюються, виходячи із мети навчання); частота, з якою проводиться контроль вибраних характеристик.

Застосування ППЗ “ STEREO” та інших засобів НІТ при вивченні стереометрії в старших класах дозволяє підвищити рівень знань та сформованості умінь і навичок (глибоке усвідомлення суті геометричних понять, які вивчаються в курсі стереометрії; розуміння доведень геометричних теорем, дослідницький, творчий підхід до розв’язування стереометричних задач та ін).

Застосування засобів НІТ при вивченні курсу стереометрії приводить до необхідності в спеціальному структуруванні навчального матеріалу. Створюються перед умови для запровадження у викладанні стереометрії лекційно-практичної системи, збільшення об’єму практичних і лабораторних робіт пошукового і дослідницького характеру, розширення форм позакласної роботи.


ЛІТЕРАТУРА


  1. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании.-М.: 1994.

  2. Беспалько В.П. Элементы теории управления процессом обучения.-М.: 1971.

  3. Кульчинська Н.В. Диференціація навчання стереометрії засобами НІТ //Індивідуалізація і диференціація навчання математиці. Матеріали доповідей Сумської науково-практичної конференції.-Суми, 1992.- с.47-49.

  4. Кульчинська Н.В. Використання інформаційної технології в курсі стереометрії при розв’язуванні задач по темі “Об’єм піраміди” //Використання сучасної інформаційної технології в навчальному процесі. Матеріали міжвузівської науково-практичної конференції.-К.:КДПІ, 1992-с.231-233.

  5. Кульчинська Н.В. Вивчення стереометрії в старшій школі в умовах використання нової інформаційної технології. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня к.п.н.-К.:1994.-18 с.
1   2   3   4   5


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка